夾具化成柜的工藝設(shè)計
熱壓階段(物理成型):先升溫至60℃(不同電池類型可調(diào)整,如軟包電池常用50-80℃)——此時電極材料(如極片的粘結(jié)劑)和封裝膜(如鋁塑膜)會軟化,再施加壓力(如0.3-0.8MPa),能更地排出極片間的氣泡、壓實活性物質(zhì)(減少孔隙率),避免“冷態(tài)施壓”導(dǎo)致的材料脆化或封裝膜破損。化成階段(化學(xué)穩(wěn)定):保溫保壓狀態(tài)下(溫度不變、壓力持續(xù))進行化成——SEI膜的形成需要穩(wěn)定的反應(yīng)環(huán)境:溫度穩(wěn)定可避免膜生長速度忽快忽慢(防止膜結(jié)構(gòu)疏松),壓力穩(wěn)定能確保電解液持續(xù)浸潤極片(避免局部缺液導(dǎo)致的膜不完整)。呈現(xiàn)效果:電池厚度一致性提升(偏差≤0.1mm),SEI膜穩(wěn)定性提升(循環(huán)500次后內(nèi)阻增幅≤10%)。 電池分容化成柜運用網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接及 SQL 數(shù)據(jù)庫,集中管理多臺機柜數(shù)據(jù)。江蘇熱壓夾具化成柜制造商
電池?zé)釅夯蓹C是一種將電池進行熱壓處理的設(shè)備,其功能在于通過調(diào)控溫度、壓力和時間等參數(shù),使電池在特定條件下完成熱壓與化成工藝。在熱壓階段,設(shè)備借助氣缸、液壓缸或伺服電機驅(qū)動壓板,能夠向電池施加范圍在 80 - 1000KG(對應(yīng)面壓 0.01 - 0.85MPa)的壓力,此壓力可壓縮極片,增加電極材料的壓實密度,提升電池的能量密度。同時,還能減少極片與隔膜之間的氣泡或間隙,電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)的均勻性,降低短路。
不同類型的電池,電池?zé)釅夯蓹C的熱壓處理方式也有所差異。以圓柱型鋰電池為例,因其結(jié)構(gòu)特點,中心和邊緣部位在熱壓時受力不同,通常采用從邊緣到中心逐漸遞減的壓力梯度,避免中心部位壓力過大導(dǎo)致隔膜穿孔,確保邊緣極片緊密貼合,提升電池整體性能和安全性。 深圳臥式高溫壓力化成柜工作原理化成溫度需嚴(yán)格遵循工藝要求(通常為 25℃~80℃,具體因電池體系而異)。
熱壓化成工藝流程:以一種聚合物鋰離子電池化成工藝為例,其熱壓化成流程如下:化成前熱壓:將注液靜置后待化成的電池在溫度80±5℃和壓力0.25-0.55MPa下進行恒溫?zé)釅?0-70min,以排除卷芯層間氣體,讓正、負極片、隔膜、電解液充分接觸,為化成做準(zhǔn)備。熱壓化成:在恒定的溫度70±2℃下分三小步進行。首先給電池施加0.06±0.02MPa壓力,時間2min,不充電;然后加壓到0.10MPa,并以0.05C電流恒流充電3min;持續(xù)加壓到0.15-0.45MPa,以0.05C電流恒流充電10min,截止電壓為3.20-3.40V。接著保持0.15-0.45MPa的壓力,以0.1C電流恒流充電35±2min,充電截止電壓為3.80-3.90V。繼續(xù)保持該壓力,以0.2C電流恒流充電90±2min,充電截止電壓為4.10V。化成后熱壓:將熱壓化成結(jié)束后的電池置于溫度80±5℃,壓力0.25-0.55MPa下,恒溫?zé)釅?0-70min,增加電芯平整度以及硬度,使形成的SEI膜快速趨于穩(wěn)定,增加電池循環(huán)壽命。
熱壓化成柜是鋰電池生產(chǎn)中兼具熱壓成型與化成功能的設(shè)備
二、技術(shù)特點多參數(shù)精細調(diào)控:設(shè)備需同時管控溫度、壓力、充放電電流/電壓等參數(shù),且各參數(shù)需根據(jù)電池類型(三元、磷酸鐵鋰等)、規(guī)格(容量、尺寸)動態(tài)適配,例如軟包電池對壓力均勻性要求更高,硬殼電池則需匹配殼體耐受的壓力范圍。
自動化與智能化:現(xiàn)代熱壓化成柜多配備PLC管控系統(tǒng)和人機交互界面,可預(yù)設(shè)工藝配方,支持多工位同步操作(常見6-32工位),并通過傳感器實時監(jiān)測數(shù)據(jù),異常時自動報警或停機,確保批量生產(chǎn)的一致性。
兼容性強:可適配不同形態(tài)的電池(軟包、硬殼、圓柱),以及不同應(yīng)用場景的電池(動力電池、儲能電池、消費電子電池),只需調(diào)整工藝參數(shù)即可滿足多樣化生產(chǎn)需求。
熱壓化成柜具有高度靈活性可覆蓋主流的鋰離子電池類型和常見規(guī)格。
真空化成柜與常規(guī)化成柜在電池處理層面存在差異
1. 真空化成柜環(huán)境:在真空(低氣壓)條件下進行化成作業(yè),內(nèi)部氣壓通常低于 100Pa(甚至可達 10?3Pa 以下)。工作原理:通過真空泵抽出柜體內(nèi)部空氣,形成負壓環(huán)境,減少氣體分子對電池的干擾(如氧氣、水蒸氣等)。真空環(huán)境可加速電池內(nèi)部電解液的浸潤,降低電極與隔膜間的氣泡殘留,提升界面貼合度。減少高溫下電解液分解產(chǎn)生的氣體積聚,避免電池膨脹或內(nèi)部短路風(fēng)險。
2. 常規(guī)化成柜環(huán)境:在常壓(大氣壓)下進行化成,無需控制氣壓,只調(diào)控溫度、電流等參數(shù)。工作原理:通過加熱系統(tǒng)和壓力控制系統(tǒng)(部分型號)提供恒溫或恒壓環(huán)境,依賴常規(guī)氣壓下的化學(xué)反應(yīng)完成電極活化。適用于對氣壓不敏感的電池類型,或?qū)Τ杀尽⒐に噺?fù)雜度要求較低的場景。
設(shè)備結(jié)構(gòu)與能耗差異
真空化成柜:結(jié)構(gòu)復(fù)雜,需配備真空泵、真空傳感器、密封腔體等,設(shè)備體積較大。能耗較高(真空泵持續(xù)運行),且抽真空過程需額外時間(約 30 分鐘 - 2 小時),影響生產(chǎn)效率。
常規(guī)化成柜:結(jié)構(gòu)簡單,以加熱系統(tǒng)和壓力系統(tǒng)為主,體積小、能耗低,適合連續(xù)化生產(chǎn)。 熱壓化成柜通過高溫高壓,讓電池極片與隔膜緊密貼合,消除內(nèi)部空隙,增強電池品質(zhì)。龍崗電池分容化成柜報價
設(shè)備會通過內(nèi)部的加熱系統(tǒng)為電池提供高溫環(huán)境,同時利用壓力系統(tǒng)施加壓力,確保熱壓過程的穩(wěn)定性和安全性。江蘇熱壓夾具化成柜制造商
熱壓化成柜性能優(yōu)勢:提高化成效率:相比傳統(tǒng)的化成設(shè)備,熱壓化成柜可節(jié)省 30%-50% 的化成時間,還可通過多通道同時作業(yè),實現(xiàn) 24 小時不間斷運行,進一步增加產(chǎn)能。提升電池性能:通過優(yōu)化溫度、壓力、充放電控制等參數(shù),能夠促進 SEI 膜的形成,提高電池的能量密度、循環(huán)壽命以及充放電性能等關(guān)鍵指標(biāo)。增強電池一致性:精確控制各項參數(shù),使電池在化成過程中受到的環(huán)境條件和處理過程更加一致,從而提高電池組的一致性,降低電池組內(nèi)各電池之間的性能差異。高度自動化:具備自動充放電切換、自動電流設(shè)置和掉電保護等功能,減少了人工操作的時間損耗和誤差,降低了人工成本。應(yīng)用場景:熱壓化成柜廣泛應(yīng)用于動力電池、儲能電池、3C 消費電子電池等鋰電池的生產(chǎn)領(lǐng)域,尤其適用于高能量密度電池的生產(chǎn),如鋰離子電池(方形、軟包、圓柱)、固態(tài)電池等。江蘇熱壓夾具化成柜制造商