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?。其目的是通過(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?;蛇^(guò)程的安全可靠,保障操作人員和設(shè)備的安全 SEI 膜的質(zhì)量直接影響電池的循環(huán)壽命、容量、安全性等性能。浙江軟包裝鋰電池?zé)釅簥A具化成柜
鋰電池化成柜主要用于電池生產(chǎn)的三大工藝:化成(Formation):通過(guò)充放電激發(fā)電池正負(fù)極材料,在負(fù)極表面形成穩(wěn)定的固態(tài)電解質(zhì)界面膜(SEI膜),是電池獲得電化學(xué)性能的關(guān)鍵步驟。老化(Aging):又稱“時(shí)效處理”,將化成后的電池在特定溫度下靜置或循環(huán)充放電,使電池內(nèi)部化學(xué)體系趨于穩(wěn)定,提升性能一致性。分容(Grading):對(duì)電池的容量、電壓、內(nèi)阻等參數(shù)進(jìn)行測(cè)試和分級(jí),篩選出性能匹配的電池,便于后續(xù)成組使用(如動(dòng)力電池組、儲(chǔ)能電池組等)。
(一)系統(tǒng)功能:作為化成柜的 “大腦”,負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)各模塊工作,執(zhí)行工藝參數(shù)設(shè)定(如充放電電流、電壓、溫度閾值等)、流程調(diào)度(化成 - 老化 - 分容的順序)及故障診斷。技術(shù)要點(diǎn):采用可編程邏輯器(PLC)或工業(yè)計(jì)算機(jī)(IPC),具備高可靠性和實(shí)時(shí)性;支持人機(jī)交互界面(HMI),方便操作人員設(shè)置參數(shù)、監(jiān)控實(shí)時(shí)數(shù)據(jù);可對(duì)接工廠 MES 系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的上傳與追溯 臥式高溫壓力化成柜研發(fā)過(guò)度發(fā)熱可能導(dǎo)致活性物質(zhì)結(jié)構(gòu)破壞,溫度過(guò)低則可能影響活化效率。
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(duì)于一些封裝較為緊密的電池,可通過(guò)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(gè)化成通道,可同時(shí)對(duì)不同型號(hào)、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(shí)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(dòng)化程度高:能夠自動(dòng)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(xiǎn),提高了生產(chǎn)效率。同時(shí),自動(dòng)化操作還能夠確保化成過(guò)程的穩(wěn)定性和一致性。以自動(dòng)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(shí),準(zhǔn)確無(wú)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(shí)間延遲。
對(duì)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(duì)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。
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)。 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)。
鋰電池高溫?zé)釅夯晒裨谑褂眠^(guò)程中,規(guī)范操作與安全防護(hù)至關(guān)重要,以下詳細(xì)說(shuō)明注意事項(xiàng):
開機(jī)前硬件檢查加熱系統(tǒng):查看加熱板表面是否平整、無(wú)異物,熱電偶傳感器是否牢固插入測(cè)溫孔,確保溫度傳導(dǎo)準(zhǔn)確(誤差需≤±1℃)。
壓力系統(tǒng):檢查壓力缸、氣管是否漏氣(可通過(guò)保壓測(cè)試,設(shè)定壓力后觀察 30 分鐘,壓力下降需≤5%),壓力傳感器顯示是否歸零,應(yīng)急泄壓閥是否靈活。電氣連接:檢查電源線、充放電端子是否松動(dòng),柜體接地電阻需≤4Ω(避免漏電)。軟件與系統(tǒng)初始化開機(jī)后確認(rèn) PLC 程序版本,觸摸屏顯示參數(shù)(如溫度、壓力上限)是否與工藝要求一致,清理歷史故障記錄。
電池預(yù)處理:檢查電池外觀是否有破損、極耳氧化等問題,軟包電池需確保鋁塑膜無(wú)褶皺,方形電池需校準(zhǔn)厚度(誤差≤±0.1mm)。電池入柜前需預(yù)熱至室溫(25±5℃),避免因溫度驟變導(dǎo)致內(nèi)部電解液分層。安裝與固定將電池均勻放置在加熱板上,軟包電池需使用夾具平整夾緊(壓力分布誤差≤±3%),方形電池需對(duì)齊壓力板中心,避免偏壓導(dǎo)致極片錯(cuò)位。連接充放電端子時(shí),確保正負(fù)極對(duì)應(yīng),端子接觸電阻≤10mΩ(可用萬(wàn)用表測(cè)量),避免接觸不良導(dǎo)致發(fā)熱。 適用于不同規(guī)格的電池。廣東熱壓夾具化成柜價(jià)格
配合傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),智能調(diào)節(jié)輸出,穩(wěn)定維持設(shè)定高溫。浙江軟包裝鋰電池?zé)釅簥A具化成柜
鋰電池的“一致性”直接決定電池組的壽命(短板效應(yīng)),參數(shù)精度:溫度±2℃:避免同批次電池因局部溫差(如A電池60℃、B電池65℃)導(dǎo)致SEI膜厚度差異(膜厚差會(huì)使容量差擴(kuò)大);電流±0.1%:化成階段的充電電流精度不足,會(huì)導(dǎo)致活性物質(zhì)活化程度不一(如電流偏大的電池可能過(guò)度極化,內(nèi)阻偏高)。這些高精度掌控結(jié)合后,可使同批次電池容量差管控在2%以內(nèi),遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)設(shè)備的5%以上。
安全保護(hù):鋰電池在熱壓化成階段(高溫 + 充電)是熱失控潛在危險(xiǎn)較高的環(huán)節(jié) —— 過(guò)溫(如超過(guò) 100℃)可能導(dǎo)致電解液分解,過(guò)壓(如壓力過(guò)大)可能刺穿極片引發(fā)短路。保護(hù)機(jī)制能在異常發(fā)生時(shí)立即響應(yīng)(如過(guò)溫時(shí)切斷加熱并啟動(dòng)散熱,過(guò)流時(shí)停止充電),避開單一個(gè)電池故障引發(fā)批量問題發(fā)生。數(shù)據(jù)追溯:設(shè)備會(huì)記錄每片電池的 “溫度 - 壓力 - 電流 - 時(shí)間” 曲線(如某電池在化成第 30 分鐘溫度突升 2℃),當(dāng)后期檢測(cè)到該電池循環(huán)壽命異常時(shí),可回溯工藝數(shù)據(jù)找到原因(如當(dāng)時(shí)加熱板局部故障),反向優(yōu)化設(shè)備維護(hù)或工藝參數(shù)。 浙江軟包裝鋰電池?zé)釅簥A具化成柜