電池分類及鋰電設(shè)備制作工序
2020-07-10861
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、涂布機和輥分機等,中段的卷繞機、迭片機和焊接機等,后段的化成分容設(shè)備。
前道工序為極片制作,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(負極載體)和鋁箔(正極載體)上,以制作正極和負極,是鋰離子電池研制和生產(chǎn)中的關(guān)鍵工序之一。輥壓:對已涂好的正負極材料進行軋壓使其壓實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,同時要求極片邊緣的毛刺小。
中道工序為電芯組裝,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、負極極片料卷或長片間夾有一層隔膜,一起卷繞成一個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、負極片與隔膜間隔堆迭成電池的裸電芯。
后道工序為后處理,其中電芯化成、分容為主要工序。化成:進行充電活化并測量容量。分容:將化成好的電池按照1C放電容量進行分類,以適合不同的容量需求。檢測:充放電機記錄電芯充放電的相關(guān)數(shù)據(jù)和曲線圖表,以作為計算電芯電容量及評價電芯是否合格、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為化成、焊接封頂、分容測試等,而軟包電池的后段工序為化成、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)路徑的切換導致設(shè)備置換的需求。
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