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    鋰離子、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、新能源

    鋰電池出產工藝有哪些流程

    2021-04-26 ryder

    眾所周知,鋰電池加工工藝流程相當復雜,畢竟鋰電池產品安全性能高低筆直關系到消費者的生命健康,自然鋰電池加工制造中對設備的性能、精度、穩定性和自動化水平有較高的要求。以鋰電池加工工藝流程中的電極漿料的制備的為例,這個環節及時最前端的環節,也是整個加工工藝的最緊要的環節,畢竟電極漿料混合分散工藝對產品的品質影響度大于30%。原由何在?


    原由在于鋰電池的正、負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、環境等變化。在正、負極漿料中,顆粒狀活性物質的分散性和平均性筆直影響到鋰離子在電池兩極間的運動,所以電極漿料的分散質量筆直影響鋰電池的產品性能。


    客觀地講,鋰電池加工工藝流程分為三大工段,一是極片制作,二是電芯制作,三是電池包裝。在鋰電池加工工藝中,極片制作是基礎、電芯制作是核心,電池包裝關系到鋰電池成品質量。鋰電池加工工藝流程詳盡環節蘊含正極拉漿、負極拉漿、正極片、負極片、鋼殼裝配、注液及測試以及包裝等。


    鋰電加工前段工序對應的鋰電設備緊要包括真空攪拌機、涂布機、輥壓機等;中段工序緊要包括模切機、卷繞機、疊片機、注液機等;后段工序則包括化成機、分容測試設備、過程倉儲物流自動化等。除此之外,電池包的加工還要Pack自動化設備。


    ◆鋰電前段加工工藝


    極片制造關系電池核心性能


    鋰電池前端工藝的結果是將鋰電池正負極片制備完成,其第一道工序是攪拌,即將正、負極固態電池材料混合平均后加入溶劑,通過真空攪拌機攪拌成漿狀。配料的攪拌是鋰電后續工藝的基礎,高質量攪拌是后續涂布、輥壓工藝高質量完成的基礎。


    涂布和輥壓工藝之后是分切,即對涂布進行分切工藝解決。如若分切過程中出現毛刺則后續裝配、注電解液等程序、甚至是電池使用過程中出現安全隱患。因此鋰電加工過程中的前端設備,如攪拌機、涂布機、輥壓機、分條機等是電池制造的核心機器,關乎整條加工線的質量,因此前端設備的價值量(金額)占整條鋰電自動化加工線的比例最高,約35%。


    ◆鋰電中段工藝流程


    效率先驅,卷繞走在疊片之前


    鋰電池制造過程中,中段工藝緊要是完成電池的成型,緊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,是當前國內設備廠商競爭比較猛烈的一個范疇,占鋰電池加工線價值量約30%。


    目前動力鋰電池的電芯制造工藝緊要有卷繞和疊片兩種,對應的電池結構形式緊要為圓柱與方形、軟包三種,圓柱和方形電池緊要采用卷繞工藝加工,軟包電池則緊要采用疊片工藝。圓柱緊要以18650和26650為代表(Tesla單獨開發了21700電池、正在全行業推廣),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,其中軟包緊要以疊片工藝為主,鋁殼則以卷繞工藝為主。


    軟包結構形式緊要面向中高端數碼市場,單位產品的利潤率較高,在同等產量條件下,相對利潤高于鋁殼電池。由于鋁殼電池易形成規模效應,產品合格率及成本易于控制,目前二者在各自市場范疇均有可觀的利潤,在可以預見的將來,二者都很難被徹底取代。


    由于卷繞工藝可以通過轉速實現電芯的高速加工,而疊片技術所能提高的速度有限,因此目前國內動力鋰電池緊要采用卷繞工藝為主,因此卷繞機的出貨量目前大于疊片機。


    卷繞和疊片加工對應的前道工序為極片的制片和模切。制片包括對分切后的極片/極耳焊接、極片除塵、貼保護膠紙、極耳包膠和收卷或定長裁斷,其中收卷極片用于后續的全自動卷繞,定長裁斷極片用于后續的半自動卷繞;沖切極片是將分切后的極片卷繞沖切成型,用于后續的疊片工藝。


    ◆鋰電后段工藝流程


    分容化成是核心環節


    鋰電后段加工工藝緊要為分容、化成、測試和包裝入庫四道工序,占加工線價值量約35%。化成和分容作為后段工藝中最緊要環節,對成型的電池進行激活測試,由于電池的充放電探測周期長,因此設備的價值量最高。化成工藝的緊要用途在于將注液封裝后的電芯充電進行活化,分容工藝則是在電池活化后探測電池容量及其他電性能參數并進行分級。化成和分容分別由化成機和分容機通常由自動化分容化成系統完成。

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