鋰電池?zé)釅夯晒竦男阅軆?yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)
時(shí)間節(jié)省30%-50%:通過(guò)集成熱壓工藝與動(dòng)態(tài)化成策略(如多階段電流調(diào)控),縮短SEI膜形成時(shí)間。例如,傳統(tǒng)常壓化成需12-24小時(shí),熱壓化成可壓縮至6-10小時(shí)。
SEI膜質(zhì)量提升:精細(xì)控溫(±1℃)與壓力(0.5-10MPa可調(diào))使SEI膜厚度均勻性提高40%,界面阻抗降低15%-20%,直接提升:能量密度:負(fù)極首效提高1-3%,全電池能量密度增加2-5%。循環(huán)壽命:NCM811體系循環(huán)500次容量保持率從80%提升至85%+。
參數(shù)掌控精度:電壓掌控±5mV,電流精度±0.1%FS。溫度均勻性≤±2℃(傳統(tǒng)設(shè)備±5℃)。
配備防壓傷紅外傳感器和高溫防護(hù)罩,操作時(shí)戴耐高溫手套。深圳鋰電池?zé)釅夯晒窆ぷ髟?/p>
鋰電池?zé)釅夯晒褚话憧煞譃檐洶娦靖邷貕毫稍O(shè)備和方形電芯負(fù)壓化成設(shè)備。前者通過(guò)加熱鋁板夾緊電芯進(jìn)行化成,適用于軟包鋰離子電池;后者采用負(fù)壓力差原理,使電解液與正極活性物質(zhì)充分接觸,實(shí)現(xiàn)方形電池的化成,有封閉式和開(kāi)架式等不同款式。
鋰電池?zé)釅夯晒窆ぷ髟恚和ㄟ^(guò)內(nèi)部加熱系統(tǒng)提供高溫環(huán)境,有助于電池內(nèi)部材料均勻分布和化學(xué)反應(yīng)充分進(jìn)行。同時(shí),利用壓力伺服系統(tǒng)施加壓力,使電池內(nèi)部電極與電解液充分接觸,在外部壓力下,讓電池內(nèi)部貼合更緊實(shí),形成厚度更均勻的鈍化膜(SEI 膜),從而提升電池性能。
結(jié)構(gòu)組成:通常包含加熱系統(tǒng),由觸摸屏和 PLC 集成智能,可精確溫度;壓力系統(tǒng),由高精度壓力傳感器和壓力調(diào)節(jié)裝置等組成,能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和調(diào)整壓力,部分還配備應(yīng)急泄壓裝置;此外,還設(shè)有充放電模塊、數(shù)據(jù)采集與分析模塊等,以實(shí)現(xiàn)對(duì)電池的化成處理和參數(shù)監(jiān)測(cè)。 湖北壓力化成柜制造商適用于不同規(guī)格的電池。
鋰電池化成柜是功能與工作原理
1、主要的功能化成工藝對(duì)注液后的鋰電池進(jìn)充電,在負(fù)極表面形成穩(wěn)定的SEI膜(固體電解質(zhì)界面),減少后續(xù)循環(huán)中的電解液分解,提升電池壽命。通過(guò)多階段恒流(CC)、恒壓(CV)充電,精確調(diào)控SEI膜的生長(zhǎng)質(zhì)量。充放電支持多通道控制(如32通道/柜),每通道可單獨(dú)設(shè)置電流、電壓、截止條件。具備自動(dòng)切換充放電模式,部分設(shè)備支持脈沖化成以優(yōu)化電極結(jié)構(gòu)。安全與監(jiān)測(cè)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電壓、電流、溫度等參數(shù),異常時(shí)觸發(fā)報(bào)警或斷電。掉電保護(hù):數(shù)據(jù)自動(dòng)保存,恢復(fù)供電后可繼續(xù)作業(yè)。功能溫度調(diào)控:集成加熱/冷卻系統(tǒng)(如液冷模塊),維持電池在25±2℃比較好的化成溫度。均衡充電:對(duì)電池組內(nèi)單體電壓差異進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整,提升一致性
2.工作原理硬件架構(gòu)上位機(jī)(工控機(jī)):運(yùn)行化成配方管理軟件,下發(fā)指令至下位機(jī)。下位機(jī)(PLC/單片機(jī)):執(zhí)行實(shí)時(shí)管控,采集數(shù)據(jù)并反饋。高精度電源模塊:提供μA級(jí)電流分辨率,電壓誤差≤±0.05%。傳感器網(wǎng)絡(luò):監(jiān)測(cè)電池內(nèi)阻、溫度等,部分設(shè)備配備氣體傳感器(監(jiān)測(cè)電解液揮發(fā))。軟件系統(tǒng)支持MES系統(tǒng)對(duì)接,實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)追溯。可編程化成曲線(如先0.02C小電流活化,后階梯式提升至1C)。
熱壓化成柜:
在高溫環(huán)境下,電解液的滲透速度加快,能夠充分浸潤(rùn)電極材料,極大地提升了離子傳導(dǎo)效率,為電池的充放電性能提供了有力保障。
電極材料中的黏結(jié)劑,如 PVDF,在高溫下會(huì)軟化,這有助于增強(qiáng)極片的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,使電池在長(zhǎng)期使用過(guò)程中能夠保持良好的性能。
壓力施加在熱壓成型過(guò)程中同樣至關(guān)重要。壓力系統(tǒng)通過(guò)氣缸、液壓缸或伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)壓板,可施加 80 - 1000KG 的壓力,對(duì)應(yīng)面壓為 0.01 - 0.85MPa,且壓力可精確設(shè)定并實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。
化成工藝是鋰電池?zé)釅夯晒竦牧硪恢匾δ堋F淠康氖峭ㄟ^(guò)對(duì)電池進(jìn)行充放電,使電池中的活性物質(zhì)轉(zhuǎn)化成具有正常電化學(xué)作用的物質(zhì),并在電極表面形成有效的鈍化膜,即固體電解質(zhì)界面(SEI)膜。
夾具系統(tǒng)是熱壓化成柜的重要組成部分,它包括放置板和壓板。放置板上設(shè)有多個(gè)正極夾具,壓板上對(duì)應(yīng)安裝有負(fù)極夾具,通過(guò)電機(jī)、轉(zhuǎn)軸、凸輪等傳動(dòng)結(jié)構(gòu),可實(shí)現(xiàn)壓板的上下移動(dòng),從而對(duì)放置在夾具中的電池進(jìn)行穩(wěn)定的夾持固定,并且能夠適應(yīng)不同規(guī)格的電池。
安全可靠是熱壓化成柜設(shè)計(jì)和制造的重要考量因素。它配備了完善的安全防護(hù)措施,如防爆設(shè)計(jì)、氣體濃度監(jiān)測(cè)、緊急停機(jī)系統(tǒng)、過(guò)流 / 過(guò)壓 / 欠壓保護(hù)等,確保化成過(guò)程的安全可靠,保障操作人員和設(shè)備的安全 據(jù)不同電池生產(chǎn)企業(yè)的獨(dú)特生產(chǎn)工藝和技術(shù)要求,可定制化設(shè)計(jì)化成柜的工藝流程和參數(shù)。
夾具化成柜的工藝設(shè)計(jì)
熱壓階段(物理成型):先升溫至60℃(不同電池類(lèi)型可調(diào)整,如軟包電池常用50-80℃)——此時(shí)電極材料(如極片的粘結(jié)劑)和封裝膜(如鋁塑膜)會(huì)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(shí)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(jìn)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(zhǎng)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(rùn)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%)。 化成后需檢查電池是否有鼓包、漏液、極耳氧化等問(wèn)題。上海鋰電池?zé)釅夯晒裱邪l(fā)
定期對(duì)高溫壓力化成柜進(jìn)行清潔與維護(hù)是保護(hù)設(shè)備性能、延長(zhǎng)使用壽命及確保生產(chǎn)安全的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。深圳鋰電池?zé)釅夯晒窆ぷ髟?/p>
鋰電池化成柜的性能直接影響電池的良率、一致性和生產(chǎn)成本,其在于通過(guò)“執(zhí)行-監(jiān)測(cè)-保護(hù)”的一體化設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)工藝的精確化和自動(dòng)化。隨著鋰電池技術(shù)向高能量密度、長(zhǎng)壽命方向發(fā)展,化成柜也在不斷升級(jí),以滿足新能源產(chǎn)業(yè)的規(guī)模化生產(chǎn)需求。技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)高功率與高精度:隨著動(dòng)力電池容量增大,化成柜向高電流(如100A以上)、高精度方向發(fā)展,同時(shí)支持多倍率充放電(0.1C~5C);智能化與網(wǎng)絡(luò)化:集成AI算法優(yōu)化工藝參數(shù),通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)(IoT)實(shí)現(xiàn)多柜集群管理和遠(yuǎn)程監(jiān)控;綠色節(jié)能:推廣能量回饋技術(shù),降低能耗成本,同時(shí)采用散熱設(shè)計(jì)減少冷卻能耗;模塊化設(shè)計(jì):充放電模塊、數(shù)據(jù)采集模塊支持插拔更換,便于維護(hù)和擴(kuò)容,適應(yīng)柔性化生產(chǎn)需求。深圳鋰電池?zé)釅夯晒窆ぷ髟?/p>