電池分類及鋰電設(shè)備制作工序
2020-07-10808
電池分類
鋰離子電池按外形分為軟包鋰電池、方形鋰電池和圓柱形鋰電池。
軟包電池:液態(tài)鋰離子電池套上一層聚合物外殼。在結(jié)構(gòu)上采用鋁塑膜包裝,在發(fā)生安全隱患的情況下軟包電池只會鼓氣裂開。方形電池:通常指鋁殼或鋼殼方形電池。圓柱電池:分為磷酸鐵鋰、鈷酸鋰、錳酸鋰、鈷錳混合、三元材料不同體系,外殼分為鋼殼和聚合物兩種。
軟包、方形、圓柱電池在不同性能上各有優(yōu)勢。其中,在產(chǎn)品一致性上,圓柱電池表現(xiàn)優(yōu)于軟包、方形電池。而軟包電池在電芯安全性、設(shè)立靈活性、循環(huán)壽命和充放電倍率性能上都表現(xiàn)最佳,圓柱電池表現(xiàn)較弱。方形電池在PACK成組效率性能上也表現(xiàn)優(yōu)于圓柱電池。
鋰電設(shè)備
根據(jù)鋰離子電池生產(chǎn)程序,一般分為極片制作、電芯組裝、后處理(激活電芯)等三大步驟,分別為前中后三道程序。核心設(shè)備包括前段的攪拌機(jī)、涂布機(jī)和輥分機(jī)等,中段的卷繞機(jī)、迭片機(jī)和焊接機(jī)等,后段的化成分容設(shè)備。
前道工序?yàn)闃O片制作,包括均漿、涂布、烘干、輥壓、分切等工序,其中涂布、輥壓和分切為主要工序。涂布:把攪拌后的漿料均勻涂抹在基材銅箔(負(fù)極載體)和鋁箔(正極載體)上,以制作正極和負(fù)極,是鋰離子電池研制和生產(chǎn)中的關(guān)鍵工序之一。輥壓:對已涂好的正負(fù)極材料進(jìn)行軋壓使其壓實(shí)更好的依附在鋁箔和銅箔上,提升電池能量密度。分切:分條是指將較寬的整卷極片連續(xù)縱切成若干所需寬度的窄片。鋰離子電池對極片的主要技術(shù)要求是分條后的極片不能出現(xiàn)褶皺、脫粉,分條尺寸精度高等,同時(shí)要求極片邊緣的毛刺小。
中道工序?yàn)殡娦窘M裝,包括注液、焊接帽、焊接、入殼、卷繞或迭片等工序卷繞與迭,其中卷繞或迭片為主要工序。卷繞:將制片工序中制作的極片制成鋰離子電池的裸電芯。卷繞電芯是指正極、負(fù)極極片料卷或長片間夾有一層隔膜,一起卷繞成一個(gè)圓柱體或棱形體的電池芯體,是完成鋰離子電池制造的關(guān)鍵工序之一。迭片:將模切完成的正、負(fù)極片與隔膜間隔堆迭成電池的裸電芯。
后道工序?yàn)楹筇幚?/span>,其中電芯化成、分容為主要工序?;桑哼M(jìn)行充電活化并測量容量。分容:將化成好的電池按照1C放電容量進(jìn)行分類,以適合不同的容量需求。檢測:充放電機(jī)記錄電芯充放電的相關(guān)數(shù)據(jù)和曲線圖表,以作為計(jì)算電芯電容量及評價(jià)電芯是否合格、如何分類的依據(jù)。在充放電之外,電芯靜置前后還要接受專門的測試設(shè)備的檢測,以測試電芯的電壓和內(nèi)阻。
在生產(chǎn)工藝上,前段軟包電池和方形電池的制作工序基本一致,在中段和后段工序上,軟包電池和方形電池的制作工序區(qū)別較大。方形電池的中段工序主要為卷繞、焊軟連接、卷芯入殼、焊頂蓋和氣密性檢測等,而軟包電池的中段工序主要為迭片、TAB焊接、極耳貼膠、電芯平壓測Hi-pot和熱冷壓等。方形電池的后段工序?yàn)榛?、焊接封頂、分容測試等,而軟包電池的后段工序?yàn)榛?、TAB套絕緣管、容量測試、其他測試等。因此前段工序所需的設(shè)備穩(wěn)定。中后道生產(chǎn)設(shè)備會根據(jù)電池生產(chǎn)技術(shù)的革新而迭代,或技術(shù)路徑的切換導(dǎo)致設(shè)備置換的需求。
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