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多图：解密18650电芯诞生全过程
来源：作者：admin责编：暴龙
锂电池是目前数码领域使用最多的电池。其最突出的优点是能量密度高，适用于非常注重体积、便携的数码产品。同时，相对于以往的干电池，锂离子电池可以循环利用，在环保方面也有优势。锂离子电池的正负极材料都可以吸收、释放锂离子。但是锂离子在正极和负极中的化学势能有所不同。负极中的锂离子化学势能高，正极中的锂离子化学势能低。锂离子放电时，负极中存储的锂离子释放出来，被正极所吸收。由于负极中锂离子的化学势能高于正极，这部分势能差就以电能的形式释放出来。充电过程则是上述过程的逆转，将正极中的锂离子释放到负极中。由于这种锂离子在正负极中的来回迁移，锂离子电池又被称为摇椅电池。18650是目前最常见的锂电封装方式，无论是当下最流行的三元材料，还是国家力推的磷酸铁锂，以及尚未普及的钛酸锂，均有18650的规格。18650型电芯，采用Cylindrical圆柱形封装方式，这种电芯直径18mm，长度65mm，广泛应用于充电宝、电动车、笔记本、强光手电筒等领域，这类封装的好处是规格统一，方便自动化、规模化生产，具有机械强度高、耐冲击性强、良品率高等特点；此外还有Prismatic方形软包封装，常见于手机和平板电脑，这类封装最直接的好处是轻薄，体积小，便携。在笔记本电脑时代，18650电芯还只是数码产品的幕后英雄。随着智能手机和平板等智能设备的普及，移动电源成为了人们出行必不可少的装备，18650也得以开始从幕后走向前台，被大众所熟知。那么，看似简单的18650电芯是如何诞生？它有什么秘密呢？接下来，让我们一起去探索它的诞生过程。近日笔者有幸进入东莞一家电芯厂拜访学习，将从涂布、组装、测试三方面图文并茂，为大家介绍18650电芯的诞生过程。电芯的生产过程一：涂布进入生产车间之前，需要戴上口罩和鞋套，避免吸入粉尘和产生静电。首先从涂布工艺了解起，这道工序中可以看到大卷的铜箔（黄色）和铝箔（银色）。铝箔，是用来涂布镍钴锰NCM三元材料；反之，铜箔是用来涂布负极活性材料石墨；其中白色的为隔膜。全球锂电池隔膜主要被Asahi、Celgard、SK、toray、W-SCOP等厂商占据，这些国外企业把持了近70%的市场份额。而中国隔膜企业所占的市场份额约30%，锂电池隔膜自主国产化正在不断突破。电芯的容量，是根据这些配方的调配比例面积得来。一整卷涂布完成的正负极材料宽约126mm，接下来还需要裁剪成宽度约18mm的7小卷，每卷都会均匀分成若干段，每一段代表一颗电芯所需的用料。据电芯厂工程师徐工介绍，目前三元正极材料每吨售价为12万元，每吨材料可以用于生产5万只电芯；当前电芯产能日均50万只，需要用到10吨三元正极材料，光这一项开支每日就需要60万元。自动化的机器将每段打上镍带和绝缘耐高温的麦拉片（Mylar），下一步进行5个级别的称重，分别是偏重、A1、A2、A3、偏轻。这个跟CPU晶圆挑选一样，同一批切割工艺，也会出现不同体质，根据不同体质再分出对应容量，配对出货。电芯的生产过程二：组装这家电芯厂分为三栋楼，其中一栋三层是生产线，另外两栋是办公室和宿舍。生产线一楼涂布、二楼组装、三楼测试。参观完一楼后，进入二楼的组装环节。分类好的正极和负极，将在这里完成全自动卷包，白色的材质是隔膜。电芯这样还不能正常工作，需要加入电解液作为媒介，让正负极发生化学反应，锂离子才能够在正负极之间迁移，产生电荷离子输出能量锂电池才能进行充放电。自动化卷包好后直接滚落在了流水线上，进入下一个组装步骤装入钢壳。钢壳是一体冲压成型，厚度不足1mm，因此对钢材强度质量要求很高，这家电芯厂选用的是进口韩钢材料。这一步将负极极耳与钢壳底部通过点焊的方式连接。该厂采用了日系Miyachi激光点焊机，确保了点焊精度和产品质量。点焊机无法焊接钢壳底部，组装小妹的手中有一个铜钉，先从预留的小洞插入底部，然后放入点焊机，咔嚓一下，负极就打好镍带与钢壳底部连接好了。电解液在密封箱充满惰性气体氩气的手套箱中内注入，密封箱手套内氧气浓度必须低于10ppm（接近无氧真空环境），防止电极氧化。电解液氩气通过循环净化装置输入密封箱，&装置里头有催化剂和还原剂氢气，通过氢氧反应生成水可以把氧气除去。同时，装置中的干燥剂吸收水分，保证箱内气氛的干燥。注入电解液后的电芯，已经通过激光焊接将盖帽与钢壳连为一体。一排排整齐有序的堆放着，整装待发。一只新的电芯就这样诞生了。每一只电芯都需要穿上按容量分类的“新衣服”PVC套管。不同的容量对应了不同的PVC封套，这里我们看到了绿、蓝、粉等多个色，丰富的外观颜色增添了电芯时尚感。电芯的生产过程三：首次充电和测试电芯在注入电解液后，实际上还没有存上电，而且此时正负极表面的状态也没有达到稳定，必须通过首次充电才能够正常使用，这种首次充电称之为“化成”。首次充电时需要充入额外的电量，用来在电极表面产生保护膜，这层保护膜正是锂离子电池低自放电的奥秘所在。同时，保护膜的性质也影响电池的性能和寿命。因此，化成工艺十分重要。化成采用分容柜完成。电芯是化学品，为了保障使用安全和寿命，在出厂前需要做好配对按盒分装，每盒200只。确保三个一致性：容量一致、内阻一致、电压一致。如此方能正常出厂，否则把被打入冷宫，沦为B级、C级电芯。第一个测试，容量。为了确保容量测试的准确性，该厂采购了行业领先的贝尔全自动分容柜，满足每日上万只的分容需求。新诞生的电芯，需要做5个循环老化测试，把不能工作或者容量有偏差的挑选出来。依据国家标准GB/T《移动电话用锂离子蓄电池及蓄电池组总规范》，按照0.2C充放电测试。以合适的电流充电至4.20V截止（高压版本需要充到4.30V或4.35V），静置一段时间（15min以上）使电池温度接近室温且电池内极化基本消散。测试采用0.2C放电至2.75V终止电压，达到所标注的容量，才算合格。这里的C是一个倍率单位，以2600mAh电芯放电为例，0.2C则为520mA放电。第二个测试，内阻。现在电芯厂都配有内阻自动筛选机器，可流水线筛选。18650三元材料，内阻在70毫欧以内，都算合格品；低于30毫欧的算是特挑极品了。如果是磷酸铁锂或者钛酸锂，内阻能做到20毫欧以内。第三个测试，电压。同一装箱里面的电芯电压3.7V±0.05，方便多节并联或者串联使用下，整箱抽出使用。每一箱的电芯都做过三个一致性配对，因此不推荐跨箱使用，这也是国际上通用的方法。除了一致性测试，每一个批次的电芯还需要抽查完成撞击、震动、穿刺等数十项破坏性测试，杜绝隐患，确保每一个批次品质最佳。在此次工厂拜访学习即将结束时，为了能近距离的了解电芯的安全结构，笔者将剖析一支全新的18650电芯，一探内部究竟。18650电芯在内部硬件设计有两重保护，分别是CID（Current&Interrupt&Device）泄压安全阀和PTC（Positive&Temperature&Coefficient）热敏电阻。其中安全阀是每一颗18650电芯的标配，也是最重要的一道防爆屏障，没有之一。CID和PTC的工作原理：当电芯内部温度异常，由于过充电、短路等原因产生大量气体，气压升高到1.0-1.2Mpa时，安全阀上的碗型铝片会向上弹起，与下面的铝片脱离接触，使电路立即断开，若是压力继续上升，安全阀将破裂，开启排除内部气体使内部压力释放出来，避免压力过高造成爆炸。而Prismatic方形软包封装的电芯，内部气压升高时，最常见的是“怀孕”鼓包现象。其次PTC热敏电阻，当电池输入输出电流过高时，PTC会发热升温，当温度达到预设值时，PTC电阻会突然增大，切断外界电流输入电芯或阻止电芯内部电流输出，让电芯停止工作。除了以上两者外，电池还有不为人知的第三道防线——隔膜。当电池升温到160摄氏度以上时，隔膜中的微孔会闭合，使正负极被物理隔离，电池自然不会再输出电流。既然18650电芯本身是如此安全，为何移动电源起火事故依然不算罕见呢？奥秘就在移动电源本身。移动电源的外壳等组件往往常用到塑料。塑料本身是易燃物，遇到高温可以自燃。合格移动电源的USB输出有短路保护，所以当输出被短路时不会有大电流通过。但是移动电源内部还有从18650到电路板的镍片或者导线等连接。若是这部分不幸短路了，那么输出短路保护是完全无能为力的。而18650电芯本身的PTC只是在电池本身过热之前能够切断电池的电流，由于电池的热容量很可观，升温没有那么快，或许在导线、镍片都烧红的情况下，电池还没有热到切断输出。这样烧红的镍片和外壳的塑料接触，发生火灾也就在所难免了。合格的移动电源往往对18650到电路板的导体进行多重绝缘，且所用的绝缘体是耐高温300度的高温聚酰亚胺胶带（麦拉片）和阻燃的青稞纸。同时这段导体有适当的固定设计，防止机械冲击下导体移动或变形。从而最大限度的保证短路不会发生。但是山寨移动电源就随意的多，要么没有绝缘，要么就是绝缘不充分。特别是18650头部，由于此处有裸露的负极和绝缘外皮包裹的负极。同时正极镍片也经过这里，若是不额外增加绝缘保护，正极镍片边缘一旦划破外皮，就会立即造成短路。而山寨移动电源往往内部电池固定不好，电池晃来晃去，镍片也弯来弯去的，这种概率更大了。到此，一只18650电芯的诞生过程介绍完毕，随着工厂门口等待装箱的货车，他们将运往全国各地。即将开启一段新的奇幻之旅，化作充电宝来到你的手中。感谢&小妖 投递
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前些日子在论坛弄了个C8，可惜没锂电池，今天终于单位有个本本电池坏了，哈哈，新电池到，坏电池就开拆，话说这个HP本本的电池还真没用多久哩。 拆完了不知道拆的电池是什么货色，于是就上网找，看到这篇文章，觉得对和我差不多的菜鸟来说，是个非常好的扫盲帖，于是就不辞劳苦，一张图片一个字地搬到了这里，我出力气，技术方面，当然要感谢这帖子的原作者了，呵呵： 原帖开始了，有点二次改动，嘿嘿：
18650电池，许多朋友不了解，最近团购了18650移动电源，大家有的还以为是5号电池呢，下面介绍一下。我的一大堆18650锂电池[attachment=984909] 18650电池和5号电池（AA电池）的比较，最左绿色的是5号电池，最右红色的是18650锂离子电池 [attachment=984910] 、用途：由于单位密度的容量很大，所以常用于大部份用于笔记本电池，除此之外，还常用于高档强光手电、随身电源（手机随身充电器）等等。2、尺寸：18650这几个数字，代表外表尺寸：18指电池直径18.0mm 650指电池高度65.0mm。　　（我们普通的5号电池[AA电池]，尺寸是14500）3、种类：18650电池有锂离子电池和镍氢电池，由于镍氢的现在用得很少，所以现在说18650电池，没特别说明的，是批18650锂离子电池。4、电压及容量规格：镍氢电池电压为1.2V常见容量为4500MAH             锂离子电池电压为3.6V－3.7常见容量为1500MAH-2600MAH，现在最高容量为3000MAH。18650锂离子电池，从重量，体积，容量上比起现在常用的5号电池都有很大的优势。如一节2400MAH的18650电池，电压按标准3.7V计算，功率为8880MWH。现在最好的三洋5号充电电池ENELOOP，容量2000MAH，电压为1.2V，功率为2400MWH可以看出，一节好的18650电池，功率容量接近是5号电池的4倍。18650锂离子电池现在有进口的，也有国产的：进口的现在在市场能购到的有：1、日本三洋，性能公认最好的，排名第一，价格也排名第一，现在常用容量是，价格约从25－45三洋2600MAH，现在最好的电池，太贵了(这应该就是大家所说的“红袍”吧)[attachment=984911] [attachment=984912] [attachment=984914] 2、日本索尼，也是好电池，电池一致性能极好，适合制作电池组，排名算第二吧，常用容量在，价格也约25－40元索尼2600MAH(嘿嘿，这就是今天俺拆的HP电池里面的电芯，看来也不错哦) [attachment=984915] 3、日本松下，和索尼齐名吧，常用容量也是，价格约25－40。松下现在能购到最高容量3000的了，但价格太贵。松下2400MAH [attachment=984916] 松下3000MAH： [attachment=984917] 4、韩国三星，容量足，很不错的电池，很适合手电使用，常用容量在，价格也约23－38元。三星2600MAH [attachment=984918] 5、韩国LG，都是棒子，和三星基本是一样的，很不错，常用容量在，价格也约23－38元LG－2600MAH [attachment=984919] 国产的18650电池比混乱，不好介绍，国产电池现在容量从都有，价格也从9－20元都有。1、容量虚标是国产电池最大的不爽，我购过标2400的，结果测试了只有1800，有人购2200的，测试还没1200MAH，真是不妙。2、放电特性不好，放电电压大部份偏低，而且电池一致性差，有时一个电池一个特性。3、寿命比进口的短国产顶级垃圾品牌电池，听说用二手电芯，B级电芯封装的，就装个马甲上去，身份比进口还贵，大家千万别购[attachment=984920] 上面的兄弟，一样的品质： [attachment=984922] LC-2500电池，现在有好多电池都这样标LC，我的理解是库存了很久的老电池，但是没用过的。LC电池根本没什么品牌，有人说L是锂电，C是充电；有人说L是老，C是差。购这种电池全看运气和人品了，我购过一只，标2500MAH，实际接近2000MAH，还算不错，比上面的顶级垃圾还好。 [attachment=984923] 18650标识：18650电池，大家在民用市场是找不到的，原因很简单，18650在没封装电池包之前，算是工业材料，所以大家到商场是购不到的。18650由于是工业材料，所以在包装上基本没有商标，品牌，容量标识，所以选18650电池只有靠大家自己的知识了。18650电池由于是工业材料，所以大部份的18650没有集成保护电路，所以使用时，电池的保护要靠用电器本身的电路，没保护时，容量造成电池过放，严重时电池失效。由于18650电池是工业材料，没什么标识，而且大家也少接触，没什么仪器，设备测试电池，选择上比较困难。　所以老灰店里购进的电池，都会让我测试，性能，参数合格才会留下来，不合标准的都退货，没上架，请大家放心。飞鸟现在有的18650锂离子电池，都是各个品牌的大容量2600，虽然价格不是很便宜，但还是很合算的：SONY索尼　2600MAH三星　2600MAH　LG　2600MAH图片上面有，大家看看吧电池特性SONY－2600MAH[attachment=984925] 三星－2600MA： [attachment=984926] 本来还有一张LG的放电曲线图的，但上限到了，不能再发了，所以就省了，呵呵。。。。 电池选购，虽然大家都爱国，但建议还是先进口的好，当然，要别假冒的。三洋电池现在假货特别多，建议大家小心点，没仪器，没设备进行实际测试，真的很难判别真假。三星现在有标称2800MAH和3000MAH的电池了，但还没测试过，价格也太贵了。松下现在的MAH的电池，购过二节，测试过，容量足，但放电曲线不好，价格太高。三洋现在也有MAH的电池了，但传闻山寨太多，难购到真的，有机会得找一只测试，玩一玩 ------------------------------------------ 很辛苦的转完了，呵呵，希望对和我一样的菜鸟能够有所帮助，当然有M币就更完美了，嘿嘿。。。。。。。
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这个好，学习了，以前也了解过，这个贴感觉更详细一点，
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长知识了啊，谢谢分享哈
好文章，留名支持
支持一下，看看
学习了，谢谢楼主
谢普及~~学习了
謝謝分享，学习了。
呵呵,我只是来看看的
绝对的我看得懂的技术贴，话说我都看得懂了，那别人就更没问题了，谢谢楼主不辞辛劳，
学习了&&&&谢谢&&分享&&
不错啊，学习了
先收藏本贴，等有米兑换论坛魅色C8再看……
学习了，不过外型尺寸就我手头上的18650电池用卡尺测有一定偏差
再补充一些baidu的介绍：18650锂电池简介18650型锂电是电子产品中比较常用的锂电池，常在笔记本电脑的电池中作为电芯使用，并且在LED强光手电上也有着广泛使用。其型号的定义法则为：如18650型，即指电池的直径为18mm，长度为65mm，圆柱体型的电池。锂是一种金属元素，为什么我们要把他叫锂电池呢？因为它的正极是以“钴酸锂”为正极材料的电池，当然现在市场上有很多的电池，有磷酸铁锂，锰酸锂等为正极材料的电池。一般配置：单节标称电压一般为：3.6V 或3.7V充电电压一般为：4.20V最小放电终止电压一般为：2.75V ，低于这个电压容易导致电池容量严重下降乃至报废最大充电终止电压：4.20V直径：18±0.2mm高度：65±2.0mm容量：1000mAh以上，有些品牌会标上3600mAh或4500mAh等惊人的容量，但实际容量是达不到的，目前18650电池容量做得最高的是松下，能做到3100mAh，但价格也不低。钴酸锂18650配置：单节标称电压一般为：3.7V充电电压一般为：4.20V最小放电终止电压一般为：2.75V最大充电终止电压：4.20V直径：18±0.2mm高度：65±2.0mm容量：1000mAh以上（目前已知最高的是UltraFire的3500mAh）目前全球生产此型号锂电池最大的厂商有日本的三洋（已被松下收购）、松下、三星、索尼等，索尼公司就曾为臭名昭著的笔记本电池爆炸事件而大伤脑筋过。磷酸铁锂18650配置：单节标称电压一般为：3.2V充电电压一般为：3.6V最小放电终止电压一般为：2V最大充电终止电压：3.65V直径：18±0.2mm高度：65±2.0mm容量：比钴酸锂的18650要小，常见1500mah磷酸锂铁版的和钴酸锂相比有一下优点：1、更安全，过冲过放都不会造成爆炸、漏液；2、寿命更长，正常使用能循环1000次以上；3、大倍率，2C充电10C放电，不会发烫、爆炸、漏液，不会影响寿命。但是磷酸铁锂版18650单体电压低，多用于大电流工作的电器。动力形圆柱锂离子电池以26650为主，因为与18650相比有更大的容量。笔记本电脑用的锂电池首先介绍一下笔记本电脑用的18650电芯通常容量为2200mAh（毫安时），可解释为：以3.7V电压、2200mA（毫安）电流供电，可以使用1小时（hour）。更高规格的容量为2400mAh、2600mAh（三洋电芯居多，索尼的笔记本多数采用2600mAh的规格）。以下以常见的3.7V/2200mAh电芯为例。一、通常说的三芯电池即三节18650电芯串联而形成的电池组。该电池组最终标示参数为11.1V/2200mAh。11.1V=3.7V×3，串联时输出电流不变仍为2200mAh。也有标10.8V的，即单个电芯有电压降产生导致总电压降低。现在市面流行的上网本多为此规格电池组。二、四芯电池有2种情况：四个串联和两串两并。四个串联电池组最终标示参数为：14.8V/2200mAh。14.8V=3.7V×4，串联时输出电流不变仍为2200mAh。 两串两并即四个电芯分两组，两两串联后再并联，电池组最终标示参数为：7.4V/4400mAh。7.4V=3.7V×2，输出电流为4400mAh=2200mAh×2。现在市面中等尺寸的笔记本（12.1寸、13.3寸等）多为此规格电池组。三、六芯电池，一般为三串两并，即六个电芯分两组各三个，三三串联后再并联。该电池组最终标示参数为11.1V/4400mAh。11.1V=3.7V×3，输出电流为4400mAh=2200mAh×2。一些高规格的笔记本多用六芯电池。当然还有六芯以上的电池，如九芯的等。如何看笔记本电脑的电池容量看了这么多，有买笔记本的朋友会问，电池容量到底该怎么看？四芯电池中四个串联（14.8V/2200mAh）和两串两并（7.4V/4400mAh）的是一样的，为什么一个写2200，一个写4400？这里就要引出一个概念，大家都知道家里电器的消耗电力是按“度”计算的，1度=1000Wh（瓦-小时）。但笔记本电池电量较小，用“度”来测量显然不合理，所以现在国际上通用的是“Wh”（瓦-小时，即千分之一度）。学过物理的朋友都知道，W（瓦，功率单位）=V（伏，电压单位）×A（安，电流单位），所以，大家可以计算出来18650电芯容量为3.7V×2200mAh=8.14Wh，从而知道三芯电池容量8.14×3=24.42Wh，四芯电池容量8.14×4=32.56Wh，六芯电池容量为8.14×6=48.84Wh。而这些数据正好等于电池组标示参数的乘积。以六芯为例，48.84Wh=11.1V×4400mAh。看到这里，大家应该都知道如何看笔记本电脑的电池容量了，不是看后面的mAh，而是计算出Wh。现在笔记本电脑大厂正在根据航空法规定，将电池的容量Wh明确标示在电池组上了。一般索尼电芯为绿皮黑头，电池容量在2400mah～2600mah。三洋电芯红皮绿头容量为2400mah，红皮浅蓝头电量为2600mah。18650电芯，其分辨方法是看盖体的颜色，但不同厂家的颜色又不太一样，所以一般人还是比较难分辨的。日本三洋白头、黄头 1950mah蓝头 2000mah红头 2200mah 内阻：53-58以内绿头 2400mah浅蓝头 2600mah松下18650的容量判别方法外皮 电池型号 容量颜色蓝色 cgrmah粉红色 cgrmah黄色 cgr18650hm 1600mah 橙色 cgr18650hg 1800mah紫色 cgr18650HGL 1800mah浅绿色 cgr1mah。
楼主电池真多啊 专业玩手电？
不错不错，又科普了一下
学习鸟………………&&
楼主，你说的谁的电池比较有信誉，给个淘宝链
不错，18650电池科普
不错，我正需要扫盲呢，认真拜读一下，烧电池那么多学问啊。。。。。我的笔记本式LG电池，好像不怎么样
我的惠普笔记本电池和楼主的一样，我在网上查还以为是三星的，我的电池没怎么用就坏了，电充满不会停把电池冲坏了 ，我以为电池里芯片的问题，淘宝又买了块结果有天晚上没拔又没停，第二天检测电池容量下降了20%，估计是电脑主板有问题，现在都不敢用电池了。
不错不错，学习了。
谢谢分享，好文章，要是有充电器的介绍就更好了。
参观学习&&&&&&&&&&&& 。
等有米兑换论坛C8再看……
我也是拆笔记本电池 才接触到 18650电池，然后买的 强光手电
向楼主学习，知识就是用来分享的，学到了很多，感谢
不烧强光手电，这种电池也用不上了，哈哈
謝謝分享！楼主辛苦了！！！
这东西盲目充电的话，会爆炸的。
科普知识，谢谢
谢谢了，学习学学
主要用于本本，手电。随身扩音机。
不错!这个内容还很详细!
对我这样的菜鸟真是太有用了。谢谢
科普知识啊，不错。谢谢分享。
接触C8后，对18650也应该学习一下！
继续努力学习。
这个帖子不错，可惜不能保存到电脑，请指教
还是不太详细
謝謝分享，学习了。謝謝分享，学习了。
&&&&话说我的笔记本电池损耗了百分之70几了，六芯的，不知道换下要多少钱。
学习了。楼主幸苦了
18650到底是什么意思？&& 尺寸？
18650型锂电是电子产品中比较常用的锂电池，常在笔记本电脑的电池中作为电芯使用。 　　其型号的定义法则为：如18650型，即指电池的直径为18mm，长度为65mm，圆柱体型的电池。
看完楼主的帖子，我更迷茫了…………开玩笑的，哈哈～不过，发现还是那句话，一分钱一分货，想买好的电池还是不要图小便宜啊
哦，今天才算彻底了解了，谢谢
看过，温故知新吗。
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