锂离子电池化成原理及SEI膜的形成

化成设备电路原理

化成机器工作原理

校准原理：

采用继电器及稳压管串联,分别给每个工位根据校准流程参数进行充放电,及恒压充电,在这过程中用6.5位的高精度表进行监控。记录每个工位的实际参数。同时机器上的控制板也返回每个对应的回检参数。每个工位根据不同的参数大小需要测试15次以上。上位机的校准软件根据这两个参数算出K值和B值。从K.B值中求出其工位的线性参数。根据其工位的线性参数来判断其工位的电路元件误差值。把每个工位的线性参数集合在一起通过校准软件写入AT28C256的芯片里。每个工位经过校准后，根据其线性参数来执行其工位相对当前的流程值补上差值。使实际电流电压参数和回检值一致。

化成设备日常监控及维护

通道精度检查

现在ATL-SSL化成设备的精度除开装架机器外，所有的化成机精度电压都在±2mV，电流都在±2mA之内。

化成机器通讯线连接是否良好

高温化成应检查温度表

测试机器高温送风马达运转时声音是否正常

老化板检查

1.夹子

夹子松劲度及弹性是否良好，是否破损，是否掉胶垫

2.金手指

金手指完好无损，光洁度要好，干净清洁，铜箔粘贴要牢固

3.金手指外缘是否平整

金手指外缘的PCB板要平整，不能凹凸不平。

4.老化板是否变形，松动，少螺丝

化成测试流程

第一步休眠

第二步恒流充电

以0.02C恒流充电270min，小电流充电目的使形成的SEI膜质量、界面更好,但形成的SEI膜不稳定，易与前面的分解产物发生反应，需进一步充电使SEI膜趋于稳定。

第三步休眠

目的是使两次充电有一个转换过程,并达到消除极化的作用;

第四步恒流充电

以0.1C充电到3.95V，在SEI膜基本形成后以稍大一点电流充，不但节约更多时间；且形成的SEI膜致密，热稳定性更好，此时的SEI膜将电解液与石墨完全隔开，只许离子通过到达石墨层。但此时电压不能充得太高易造成析锂。

名词解释:

休眠:在化成测试中表现为不做充电或放电,起到不同倍率充电流程间的转换作用;

CC:constantcurrentge(即恒流充电),

0.1C:其中0.1是倍率,C代表其容量值,如一电芯的容量是500mAh,则充电电流0.1*500则为50mA

化成测试时应留意的几点

夹电池前应检查backing时间及静置时间

夹电池时应先检查老化板金手指及夹子有无异常，有问题的板送修

夹好的电池入HK机时应按扫描的通道插入老化板，不要入错通道

入炉后应检查电池barcode与DTS该通道电池barcode是否一致。

建化成名时应规范操作，不能输入过长的化成名，否则不能传数据

发流程时先根据MI要求导出相应的流程名，检查流程每一步的设置与MI的要求是否相符，若有出入请联系PE工程师确认，确认无误方可发流程。

流程发送后应迅速检查电池电压及电流大小，若有异常电芯（及时取出，避免电芯燃烧）

化成过程中的异常现象的处理

1、发流程时无电流

电芯在刚发流程休眠结束后，立即检查每个电芯的电流和电压，对电压异常偏低或0电压，电流为0或电流远低于设定值，检查是否没夹好，夹子断线，夹子虚焊，没夹好的重新夹好，夹子断线或虚焊的应立即休眠该电芯将其取出，并在软件中删除其电芯编号。对电压和电流异常偏高，如电压为4499，电流为2499（1.5A的机器为1499），应立即休眠将该电芯取出，并在软件中删除其电芯编号。如果是老化板有问题，挑出送维修房维修，如果是通道有问题，应做好记录，等待工程师维修。

2、发流程后电压充不上

如果电芯在化成过成中出现电压和电流异常波动，跳跃，或者电流正常，电压一直充不上去，应立即休眠该电芯，以免引起燃烧。

如果在充电过程中，电压不升反降，应立即休眠。

３、对异常停电处理：

打开机器相应的化成名（必须是断电时机器化成名）

断电保护

自动搜寻历史数据

搜寻完毕后对话框自动关闭，查看机器有否采集到实时数据

依次进行其它机器操作。

４、过充

过度充电和过度放电，将对锂离子电池的正负极造成永久的损坏，从分子层面看，可以直观的理解，过度放电将导致负极碳过度释出锂离子而使得其片层结构出现塌陷，过度充电将把太多的锂离子硬塞进负极碳结构里去，而使得其中一些锂离子再也无法释放出来。

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