鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1223次 | 2021年03月26日
鋰離子電池加工工藝有什么流程
眾所周知,鋰離子電池生產(chǎn)工藝流程相當(dāng)復(fù)雜,畢竟鋰離子電池產(chǎn)品安全性能高低直接關(guān)系到消費(fèi)者的生命健康,自然鋰離子電池生產(chǎn)制造中對(duì)設(shè)備的性能、精度、穩(wěn)定性和自動(dòng)化水平有較高的要求。以鋰離子電池生產(chǎn)工藝流程中的電極漿料的制備的為例,這個(gè)環(huán)節(jié)及時(shí)最前端的環(huán)節(jié),也是整個(gè)生產(chǎn)工藝的最重要的環(huán)節(jié),畢竟電極漿料混合分散工藝對(duì)產(chǎn)品的品質(zhì)影響度大于30%。原因何在?
原因在于鋰離子電池的正、負(fù)極漿料制備都包括了液體與液體、液體與固體物料之間的相互混合、溶解、分散等一系列工藝過程,并且伴隨著溫度、粘度、環(huán)境等變化。在正、負(fù)極漿料中,顆粒狀活性物質(zhì)的分散性和均勻性直接影響到鋰離子在電池兩極間的運(yùn)動(dòng),所以電極漿料的分散質(zhì)量直接影響鋰離子電池的產(chǎn)品性能。
客觀地講,鋰離子電池生產(chǎn)工藝流程分為三大工段,一是極片制作,二是電芯制作,三是電池組裝。在鋰離子電池生產(chǎn)工藝中,極片制作是基礎(chǔ)、電芯制作是核心,電池組裝關(guān)系到鋰離子電池成品質(zhì)量。鋰離子電池生產(chǎn)工藝流程具體環(huán)節(jié)包含正極拉漿、負(fù)極拉漿、正極片、負(fù)極片、鋼殼裝配、注液及檢測(cè)以及包裝等。
鋰電生產(chǎn)前段工序?qū)?yīng)的鋰電設(shè)備重要包括真空攪拌機(jī)、涂布機(jī)、輥壓機(jī)等;中段工序重要包括模切機(jī)、卷繞機(jī)、疊片機(jī)、注液機(jī)等;后段工序則包括化成機(jī)、分容檢測(cè)設(shè)備、過程倉儲(chǔ)物流自動(dòng)化等。除此之外,電池組的生產(chǎn)還要Pack自動(dòng)化設(shè)備。
◆鋰電前段生產(chǎn)工藝
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
極片制造關(guān)系電池核心性能
鋰離子電池前端工藝的結(jié)果是將鋰離子電池正負(fù)極片制備完成,其第一道工序是攪拌,即將正、負(fù)極固態(tài)電池材料混合均勻后加入溶劑,通過真空攪拌機(jī)攪拌成漿狀。配料的攪拌是鋰電后續(xù)工藝的基礎(chǔ),高質(zhì)量攪拌是后續(xù)涂布、輥壓工藝高質(zhì)量完成的基礎(chǔ)。
涂布和輥壓工藝之后是分切,即對(duì)涂布進(jìn)行分切工藝處理。如若分切過程中出現(xiàn)毛刺則后續(xù)裝配、注電解液等程序、甚至是電池使用過程中出現(xiàn)安全隱患。因此鋰電生產(chǎn)過程中的前端設(shè)備,如攪拌機(jī)、涂布機(jī)、輥壓機(jī)、分條機(jī)等是電池制造的核心機(jī)器,關(guān)乎整條生產(chǎn)線的質(zhì)量,因此前端設(shè)備的價(jià)值量(金額)占整條鋰電自動(dòng)化生產(chǎn)線的比例最高,約35%。
◆鋰電中段工藝流程
效率先行,卷繞走在疊片之前
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無人設(shè)備
鋰離子電池制造過程中,中段工藝重要是完成電池的成型,重要工藝流程包括制片、極片卷繞、模切、電芯卷繞成型和疊片成型等,是當(dāng)前國(guó)內(nèi)設(shè)備廠商競(jìng)爭(zhēng)比較激烈的一個(gè)領(lǐng)域,占鋰離子電池生產(chǎn)線價(jià)值量約30%。
目前動(dòng)力鋰離子電池的電芯制造工藝重要有卷繞和疊片兩種,對(duì)應(yīng)的電池結(jié)構(gòu)形式重要為圓柱與方形、軟包三種,圓柱和方形電池重要采用卷繞工藝生產(chǎn),軟包電池則重要采用疊片工藝。圓柱重要以18650和26650為代表(Tesla單獨(dú)開發(fā)了21700電池、正在全行業(yè)推廣),方形與軟包的差別在于外殼分別采用硬鋁殼和鋁塑膜兩種,其中軟包重要以疊片工藝為主,鋁殼則以卷繞工藝為主。
軟包結(jié)構(gòu)形式重要面向中高端數(shù)碼市場(chǎng),單位產(chǎn)品的利潤(rùn)率較高,在同等產(chǎn)量條件下,相對(duì)利潤(rùn)高于鋁殼電池。由于鋁殼電池易形成規(guī)模效應(yīng),產(chǎn)品合格率及成本易于控制,目前二者在各自市場(chǎng)領(lǐng)域均有可觀的利潤(rùn),在可以預(yù)見的未來,二者都很難被徹底取代。
由于卷繞工藝可以通過轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)電芯的高速生產(chǎn),而疊片技術(shù)所能提高的速度有限,因此目前國(guó)內(nèi)動(dòng)力鋰離子電池重要采用卷繞工藝為主,因此卷繞機(jī)的出貨量目前大于疊片機(jī)。
卷繞和疊片生產(chǎn)對(duì)應(yīng)的前道工序?yàn)闃O片的制片和模切。制片包括對(duì)分切后的極片/極耳焊接、極片除塵、貼保護(hù)膠紙、極耳包膠和收卷或定長(zhǎng)裁斷,其中收卷極片用于后續(xù)的全自動(dòng)卷繞,定長(zhǎng)裁斷極片用于后續(xù)的半自動(dòng)卷繞;沖切極片是將分切后的極片卷繞沖切成型,用于后續(xù)的疊片工藝。
◆鋰電后段工藝流程
分容化成是核心環(huán)節(jié)
鋰電后段生產(chǎn)工藝重要為分容、化成、檢測(cè)和包裝入庫四道工序,占生產(chǎn)線價(jià)值量約35%?;珊头秩葑鳛楹蠖喂に囍凶钪匾h(huán)節(jié),對(duì)成型的電池進(jìn)行激活檢測(cè),由于電池的充放電測(cè)試周期長(zhǎng),因此設(shè)備的價(jià)值量最高?;晒に嚨闹匾猛驹谟趯⒆⒁悍庋b后的電芯充電進(jìn)行活化,分容工藝則是在電池活化后測(cè)試電池容量及其他電性能參數(shù)并進(jìn)行分級(jí)?;珊头秩莘謩e由化成機(jī)和分容機(jī)通常由自動(dòng)化分容化成系統(tǒng)完成。
上一篇:如何快速識(shí)別翻新電池?