高溫?zé)釅夯晒窆δ茉斀猓?
(一)電池化成功能
1.化成工藝原理高溫+壓力協(xié)同:在50-80℃高溫環(huán)境下,配合0.1-0.5MPa正向壓力(軟包電芯場景),加速電解液浸潤極片,并促進正負極界面SEI膜的均勻形成。例如,軟包電芯采用鋁塑膜封裝,高溫可提升鋰離子遷移速率,壓力則確保極片與電解液緊密接觸,避免因封裝柔軟導(dǎo)致的浸潤不均。
2.與負壓化成的差異:區(qū)別于方形電芯的負壓化成(通過負壓差驅(qū)動電解液滲透),高溫?zé)釅夯梢浴罢龎?溫度”為驅(qū)動力,更適合結(jié)構(gòu)柔軟的軟包電池或薄型電芯。
2.工藝優(yōu)勢提升
1.化成效率:高溫環(huán)境使化成時間較常溫工藝縮短20%-40%,同時壓力作用下電解液滲透更徹底,減少“干區(qū)”(未浸潤極片區(qū)域)。
2.優(yōu)化SEI膜質(zhì)量:均勻的溫度與壓力場可形成致密、穩(wěn)定的SEI膜,降低電池內(nèi)阻,提升循環(huán)壽命(如循環(huán)次數(shù)提升10%-15%)。
多功能集成:部分設(shè)備已實現(xiàn) “化成 - 老化 - 分容” 一體化設(shè)計,減少電芯轉(zhuǎn)運損耗,提升產(chǎn)線自動化程度。綠色節(jié)能:采用紅外加熱、余熱回收等技術(shù)降低能耗(如能耗較傳統(tǒng)設(shè)備降低 15%-20%),符合碳中和生產(chǎn)需求。高精度化:通過 AI 算法優(yōu)化溫度 - 壓力 - 電參數(shù)的協(xié)同,進一步提升電池性能一致性(如容量偏差在 ±1% 以內(nèi))。
熱壓化成柜通過精確控制溫度和壓力,實現(xiàn)電池的高效化成。廣東小聚電池?zé)釅夯晒裆a(chǎn)廠家
鋰電池化成柜主要用于電池生產(chǎn)的三大工藝:化成(Formation):通過充放電激發(fā)電池正負極材料,在負極表面形成穩(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):對電池的容量、電壓、內(nèi)阻等參數(shù)進行測試和分級,篩選出性能匹配的電池,便于后續(xù)成組使用(如動力電池組、儲能電池組等)。
(一)系統(tǒng)功能:作為化成柜的 “大腦”,負責(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:采用可編程邏輯器(PLC)或工業(yè)計算機(IPC),具備高可靠性和實時性;支持人機交互界面(HMI),方便操作人員設(shè)置參數(shù)、監(jiān)控實時數(shù)據(jù);可對接工廠 MES 系統(tǒng),實現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的上傳與追溯 動力電池化成柜校準(zhǔn)熱壓化成柜,精確調(diào)控 80 - 150℃高溫,1 - 10MPa 高壓,提升電池能量密度與結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。
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。活性物質(zhì)激發(fā):溫度升高(如 50℃)可加速鋰離子在電極材料中的擴散速率(擴散系數(shù)提升 2~5 倍),促進正極(如 LiCoO2、NCM)與負極(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%)。
一、加熱元件類型及特點壓夾具化成柜中常用的加熱元件為發(fā)熱板,其優(yōu)勢包括:柔性結(jié)構(gòu):材質(zhì)可貼合不同形狀的夾具表面,確保加熱均勻性。絕緣性與安全性:外層具備良好絕緣性能,避免加熱過程中漏電。升溫效率:電加熱方式響應(yīng)快,可在短時間內(nèi)達到設(shè)定溫度(通常50-80℃,根據(jù)電池類型調(diào)整)。壽命穩(wěn)定性:耐老化性能強,適合長期連續(xù)工作場景。
二、加熱元件的分層分布設(shè)計加熱元件在化成柜內(nèi)采用分層分布式布局,具體設(shè)計邏輯如下:層間控溫:每層加熱板配備溫控模塊(如PID控制器),可根據(jù)電池堆疊高度調(diào)整局部溫度,避免上下層溫差過大(理想溫差≤±2℃)。熱傳導(dǎo)路徑優(yōu)化:加熱板與夾具直接接觸,通過熱傳導(dǎo)上升wendu;部分設(shè)計搭配風(fēng)扇對流,加速柜內(nèi)空氣循環(huán),輔助溫度均勻化。電池接觸式加熱:針對柱狀或軟包電池,加熱板可嵌入夾具凹槽,實現(xiàn)“零距離”熱傳遞,減少熱損耗。 配備智能數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),實時分析高溫化成過程中的電壓波動曲線。
鋰電池?zé)釅夯晒裨阡囯姵厣a(chǎn)領(lǐng)域應(yīng)用廣,主要包括以下幾種場景:消費電子產(chǎn)品電池生產(chǎn)手機電池:手機對電池的能量密度、循環(huán)壽命和安全性要求較高。熱壓化成柜可優(yōu)化手機電池的化成工藝,提高電池性能,確保在有限空間內(nèi)提供更長的續(xù)航能力,同時滿足頻繁充放電的使用需求。筆記本電腦電池:筆記本電腦電池需要具備較高的容量和穩(wěn)定的輸出性能。熱壓化成柜有助于提高電池的一致性和穩(wěn)定性,保證電池在長時間使用和不同充電狀態(tài)下都能可靠工作。其他小型電子產(chǎn)品電池:如平板電腦、數(shù)碼相機、藍牙耳機等消費電子產(chǎn)品的電池,也都可以通過熱壓化成柜來提升性能,滿足不同產(chǎn)品對電池的特定要求。電動汽車電池生產(chǎn)動力電池組:電動汽車對電池的能量密度、安全性和循環(huán)壽命要求極為嚴格。熱壓化成柜能夠提高動力電池的性能和一致性,對于提升電動汽車的續(xù)航里程、延長電池使用壽命以及確保行車安全具有重要意義。電池模組:在電池模組的生產(chǎn)過程中,熱壓化成柜可以對單個電池進行精確的化成處理,保證每個電池的性能一致,從而提高整個電池模組的穩(wěn)定性和可靠性。熱壓化成柜通過充放電過程啟動電池內(nèi)部活性物質(zhì),形成穩(wěn)定電化學(xué)結(jié)構(gòu)。廣東電池分容化成柜生產(chǎn)廠家
鋰電池?zé)釅夯晒窦蓧毫λ欧到y(tǒng),實現(xiàn)0-5MPa精確調(diào)壓,適配不同封裝工藝。廣東小聚電池?zé)釅夯晒裆a(chǎn)廠家
熱壓夾具化成柜是鋰電池生產(chǎn)中的關(guān)鍵設(shè)備,主要用于電池的熱壓成型和化成工藝3。以下是其相關(guān)介紹7:結(jié)構(gòu)組成柜體:通常采用金屬材質(zhì),具有良好的密封性和保溫性能,以維持內(nèi)部的高溫環(huán)境。夾具系統(tǒng):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)安裝有負極夾具。通過電機、轉(zhuǎn)軸、凸輪等傳動結(jié)構(gòu),可實現(xiàn)壓板的上下移動,從而對放置在夾具中的電池進行夾持固定,適用于不同規(guī)格的電池。加熱系統(tǒng):一般采用硅膠加熱板等電加熱元件,分布在各個層,以便均勻地對放置在夾具中的電池進行加熱。廣東小聚電池?zé)釅夯晒裆a(chǎn)廠家