熱壓huc設(shè)備功能特點(diǎn)
1、精確壓力控制:集成壓力伺服系統(tǒng),可實(shí)現(xiàn) 0-5MPa 精確調(diào)壓,能適配不同封裝工藝的方形電池。比如,對于一些封裝較為緊密的電池,可通過精確調(diào)壓,在不損壞電池封裝的前提下,達(dá)到理想的負(fù)壓環(huán)境,保證化成效果。
2、多通道控制:具備多個化成通道,可同時對不同型號、不同容量或處于不同化成階段的電池進(jìn)行化成操作。例如,在同一生產(chǎn)線上,可能同時存在不同規(guī)格的方形電池需要化成,熱壓化成柜的多通道控制功能可滿足這一需求,提高生產(chǎn)效率。
3、自動化程度高:能夠自動進(jìn)行充放電切換、電流設(shè)置等操作,降低了人工干預(yù)的風(fēng)險,提高了生產(chǎn)效率。同時,自動化操作還能夠確?;蛇^程的穩(wěn)定性和一致性。以自動充放電切換為例,設(shè)備可根據(jù)預(yù)設(shè)的參數(shù),在電池達(dá)到特定的電壓或容量狀態(tài)時,準(zhǔn)確無誤地進(jìn)行充放電模式的切換,避免了人工操作可能出現(xiàn)的失誤和時間延遲。
對電池性能的提升:形成鈍化膜:有助于在電極(主要是負(fù)極)上形成有效的鈍化膜,即 SEI 膜。對于電池的穩(wěn)定性起著關(guān)鍵作用。提高電池的循環(huán)壽命和安全性。降低電池組內(nèi)各電池之間的性能差異。 可靠的電池分容化成柜,擁有智能斷電保護(hù),來電后自動接續(xù)工作,數(shù)據(jù)不丟失。浙江鋰電池?zé)釅夯晒窆?yīng)商
鋰電池?zé)釅夯晒袷卿囯姵厣a(chǎn)過程中用于熱壓成型和化成工藝的關(guān)鍵設(shè)備,其工作原理結(jié)合了溫度控制、壓力施加和充放電管理,旨在通過物理和化學(xué)作用提升電池性能。以下是其詳細(xì)工作原理:一、熱壓成型原理1. 溫度控制與作用加熱系統(tǒng):通過硅膠加熱板、陶瓷加熱元件等對電池施加均勻熱量,溫度控制范圍通常為常溫 - 90℃(不同設(shè)備可調(diào)),精度可達(dá) ±2℃。作用:高溫環(huán)境下,電池內(nèi)部的電極材料(如正負(fù)極片、隔膜)分子運(yùn)動加劇,促進(jìn)極片與隔膜的緊密貼合,減少界面空隙。加速電解液的滲透,使電解液充分浸潤電極材料,提升離子傳導(dǎo)效率。幫助電極材料中的黏結(jié)劑(如 PVDF)軟化,增強(qiáng)極片的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。2. 壓力施加與作用壓力系統(tǒng):通過氣缸、液壓缸或伺服電機(jī)驅(qū)動壓板,施加壓力范圍通常為80-1000KG(對應(yīng)面壓 0.01-0.85MPa),壓力可精確設(shè)定并實(shí)時監(jiān)測。作用:壓縮極片,增加電極材料的壓實(shí)密度,提高電池的能量密度(單位體積儲電量)。消除極片與隔膜之間的氣泡或間隙,確保電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)均勻,減少充放電過程中的局部應(yīng)力集中,避免短路風(fēng)險。促進(jìn)電極材料與集流體(如銅箔、鋁箔)的緊密結(jié)合,降低接觸電阻,提升電池的充放電性能。廣東藍(lán)牙電池?zé)釅夯晒癜葱瓒ㄖ?/a>可精確充放電參數(shù),如電流、電壓、時間等,滿足不同類型鋰電池的化成需求。
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(jìn)行恒溫?zé)釅?0-70min,以排除卷芯層間氣體,讓正、負(fù)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(jìn)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:
在高溫環(huán)境下,電解液的滲透速度加快,能夠充分浸潤電極材料,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,使電池在長期使用過程中能夠保持良好的性能。
壓力施加在熱壓成型過程中同樣至關(guān)重要。壓力系統(tǒng)通過氣缸、液壓缸或伺服電機(jī)驅(qū)動壓板,可施加 80 - 1000KG 的壓力,對應(yīng)面壓為 0.01 - 0.85MPa,且壓力可精確設(shè)定并實(shí)時監(jiān)測。
化成工藝是鋰電池?zé)釅夯晒竦牧硪恢匾δ?。其目的是通過對電池進(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)有多個正極夾具,壓板上對應(yīng)安裝有負(fù)極夾具,通過電機(jī)、轉(zhuǎn)軸、凸輪等傳動結(jié)構(gòu),可實(shí)現(xiàn)壓板的上下移動,從而對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、氣體濃度監(jiān)測、緊急停機(jī)系統(tǒng)、過流 / 過壓 / 欠壓保護(hù)等,確?;蛇^程的安全可靠,保障操作人員和設(shè)備的安全 電池分容化成柜運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接及 SQL 數(shù)據(jù)庫,集中管理多臺機(jī)柜數(shù)據(jù)。
熱壓化成柜能帶來多方面的效益以下幾點(diǎn):
1.提高生產(chǎn)效率、縮短化成時間: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。例如通過脈沖電流或階梯式加壓縮短化成時間,能將傳統(tǒng) 24 小時的化成時間縮短至 8 小時,有效提高了生產(chǎn)效率,多通道同時作業(yè):具備多個化成通道,可同時對不同型號、不同容量或處于不同化成階段的電池進(jìn)行化成操作,大幅提高生產(chǎn)效率。并且可實(shí)現(xiàn) 24 小時不間斷運(yùn)行,進(jìn)一步增加了產(chǎn)能。自動化運(yùn)行: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(hù)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,同時提高了生產(chǎn)過程的穩(wěn)定性和可靠性。
2.提升產(chǎn)品質(zhì)量1優(yōu)化電池性能:通過優(yōu)化溫度、壓力、充放電控制等參數(shù),能夠促進(jìn) 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)。例如,熱壓減少極片孔隙,使化成形成的 SEI 膜更均勻,有助于延長電池循環(huán)壽命;高壓實(shí)密度增加了活性物質(zhì)占比,提高了電池的能量密度。增強(qiáng)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,有利于提高電池模組和電池的整體性能和穩(wěn)定性。 相比傳統(tǒng)的化成設(shè)備,可節(jié)省 30%-50% 的化成時間。浙江動力電池化成柜控制系統(tǒng)
壓力無法維持時,檢查氣管是否破裂、壓力缸密封件是否老化(更換后需重新校準(zhǔn)壓力)。浙江鋰電池?zé)釅夯晒窆?yīng)商
熱壓化成柜設(shè)備工作流程中的物理過程:
壓化成柜通過分段式充放電(如 0.1C 恒流充電至 3.6V,恒壓至 0.05C),促使電解液在負(fù)極表面還原生成穩(wěn)定的 SEI 膜。溫度控制可優(yōu)化 SEI 膜的成分(如 LiF、Li2CO3 等)和結(jié)構(gòu)(致密性、厚度均勻性),提升膜的離子透過率和化學(xué)穩(wěn)定性,減少電解液持續(xù)分解導(dǎo)致的容量損失?;钚晕镔|(zhì)激發(fā):溫度升高(如 50℃)可加速鋰離子在電極材料中的擴(kuò)散速率(擴(kuò)散系數(shù)提升 2~5 倍),促進(jìn)正極(如 LiCoO2、NCM)與負(fù)極(石墨)的可逆嵌脫鋰反應(yīng),提高電池充放電效率(庫倫效率從 85% 提升至 95% 以上)。氣體排出與結(jié)構(gòu)穩(wěn)定:化成過程中產(chǎn)生的微量氣體(如 CO2、H2)可在壓力作用下通過電池排氣通道排出,避免氣脹導(dǎo)致的極片變形,同時壓力維持電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)緊湊,減少循環(huán)過程中的體積膨脹(膨脹率降低 15%~20%)。 浙江鋰電池?zé)釅夯晒窆?yīng)商