超详细!锂电池生产工序图文讲解

锂离子电池是一个复杂的体系 , 包含了正极、负极、隔膜、电解液、集流体和粘结剂、导电剂等 , 涉及的反应包括正负极的电化学反应、锂离子传导和电子传导 , 以及热量的扩散等 。 锂电池的生产工艺流程较长 , 生产过程中涉及有50多道工序 。
锂电池按照形态可分为圆柱电池、方形电池和软包电池等 , 其生产工艺有一定差异 , 但整体上可将锂电制造流程划分为前段工序(极片制造)、中段工序(电芯合成)、后段工序(化成封装) 。 由于锂离子电池的安全性能要求很高 , 因此在电池制造过程中对锂电设备的精度、稳定性和自动化水平都有极高的要求 。
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锂电设备是将正负极材料、隔膜材料、电解液等原料通过有序工艺 , 进行制造生产的工艺装备 , 锂电设备对锂电池性能和成本有重大影响 , 是决定因素之一 。 按照不同工艺流程可将锂电设备分为前段设备、中段设备、后段设备 , 在锂电产线中 , 前段、中段、后段设备的价值占比约为4:3:3 。
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锂电池制造流程机器设备
前段工序的生产目标是完成(正、负)极片的制造 。 前段工序主要流程有:搅拌、涂布、辊压、分切、制片、模切 , 所涉及的设备主要包括:搅拌机、涂布机、辊压机、分条机、制片机、模切机等 。
浆料搅拌(所用设备:真空搅拌机)是将正、负极固态电池材料混合均匀后加入溶剂搅拌成浆状 。 浆料搅拌是前段工序的始点 , 是完成后续涂布、辊压等工艺的前序基础 。
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搅拌流程图
涂布(所用设备:涂布机)是将搅拌后的浆料均匀涂覆在金属箔片上并烘干制成正、负极片 。 作为前段工序的核心环节 , 涂布工序的执行质量深刻影响着成品电池的一致性、安全性、寿命周期 , 所以涂布机是前段工序中价值最高的设备 。
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转移式涂布机原理
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挤压式涂布机原理
辊压(所用设备:辊压机)是将涂布后的极片进一步压实 , 从而提高电池的能量密度 。 辊压后极片的平整程度会直接影响后序分切工艺加工效果 , 而极片活性物质的均匀程度也会间接影响电芯性能 。
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辊压机原理
分切(所用设备:分条机)是将较宽的整卷极片连续纵切成若干所需宽度的窄片 。 极片在分切中遭遇剪切作用断裂失效 , 分切后的边缘平整程度(无毛刺、无屈曲)是考察分条机性能优劣的关键 。
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分条机原理
制片(所用设备:制片机)包括对分切后的极片焊接极耳、贴保护胶纸、极耳包胶或使用激光切割成型极耳等 , 从而用于后续的卷绕工艺 。 模切(所用设备:模切机)是将涂布后极片冲切成型 , 用于后续工艺 。
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模切机原理
超详细!锂电池生产工序图文讲解】中段工序的生产目标是完成电芯的制造 , 不同类型锂电池的中段工序技术路线、产线设备存在差异 。 中段工序的本质是装配工序 , 具体来说是将前段工序制成的(正、负)极片 , 与隔膜、电解质进行有序装配 。 由于方形(卷状)、圆柱(卷状)与软包(层状)电池储能结构不同 , 导致不同类别锂电池在中段工序的技术路线、产线设备存在明显差异 。 具体来说 , 方形、圆柱电池的中段工序主要流程有:卷绕、注液、封装 , 所涉及的设备主要包括:卷绕机、注液机、封装设备(入壳机、滚槽机、封口机、焊接机)等;软包电池的中段工序主要流程有:叠片、注液、封装 , 所涉及的设备主要包括:叠片机、注液机、封装设备等 。