超详细!锂电池生产工序图文讲解( 二 )


卷绕(所用设备:卷绕机)是将制片工序或收卷式模切机制作的极片卷绕成锂离子电池的电芯 , 主要用于方形、圆形锂电池生产 。 卷绕机可细分为方形卷绕机、圆柱卷绕机两类 , 分别用于方形、圆柱锂电池的生产 。 相比圆柱卷绕 , 方形卷绕工艺对张力控制的要求更高 , 故方形卷绕机技术难度更大 。
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卷绕机原理
叠片(所用设备:叠片机)是将模切工序中制作的单体极片叠成锂离子电池的电芯 , 主要用于软包电池生产 。 相比方形、圆柱电芯 , 软包电芯在能量密度、安全性、放电性能等方面具有明显优势 。 然而 , 叠片机完成单次堆叠任务 , 涉及多个子工序并行与复杂机构协同 , 提升叠片效率需应对复杂动力学控制问题;而卷绕机转速与卷绕效率直接联系 , 增效手段相对简单 。 目前 , 叠片电芯的生产效率、良率与卷绕电芯有所差距 。
注液机(所用设备:注液机)是将电池的电解液定量注入电芯中 。
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注液机原理
电芯封装(所用设备:入壳机、滚槽机、封口机、焊接机)是将卷芯放入电芯外壳中 。
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入壳机原理
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滚槽机原理
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封口机原理
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焊接机原理
后段工序的生产目标是完成化成封装 。 截至中段工序 , 锂电池的电芯功能结构已经形成 , 后段工序的意义在于将其激活 , 经过检测、分选、组装 , 形成使用安全、性能稳定的锂电池成品 。 后段工序主要流程有:化成、分容、检测、分选等 , 所涉及的设备主要包括:充放电机、检测设备等 。
化成(所用设备:充放电机)是通过第一次充电使电芯激活 , 在此过程中负极表面生成有效钝化膜(SEI膜) , 以实现锂电池的“初始化” 。 分容(所用设备:充放电机)即“分析容量” , 是将化成后的电芯按照设计标准进行充放电 , 以测量电芯的电容量 。 对电芯进行充放电贯穿化成、分容工艺过程 , 因此充放电机是最常用的后段核心设备 。 充放电机的最小工作单位是“通道” , 一个“单元”(BOX)由若干“通道”组合而成 , 多个“单元”组合在一起 , 就构成了一台充放电机 。
检测(所用设备:检测设备)在充电、放电、静置前后均要进行;分选是根据检测结果对化成、分容后的电池按一定标准进行分类选择 。 检测、分选工序的意义不仅在于排除不合格品 , 由于锂离子电池实际应用中 , 电芯常以并联、串联方式结合 , 所以选取性能接近的电芯 , 有助于使电池整体性能达到最优 。
锂电池的生产离不开锂电池生产设备 , 除了电池本身所用材料之外 , 制造工艺和生产设备是决定电池性能的重要因素 。 早期 , 我国锂电设备主要依赖进口 , 经过几年的快速发展 , 中国锂电设备企业在技术、效率、稳定性等多个方面都已经逐步赶超了日韩设备企业 , 并拥有性价比、售后维护等方面的优势 。 目前国内锂电设备企业集群已经形成 , 并成为中国高端装备名片进入国际市场 。 随着锂电龙头纵向结盟与出海扩产 , 锂电设备受益下游扩产迎来快速增长的全新机遇期 。