鋰離子電池生產(chǎn)工藝流程及鋰電生產(chǎn)設(shè)備

來(lái)源：存能電氣  日期：2019-07-23 10:03  瀏覽量：次

　　鋰離子電池生產(chǎn)工藝流程及鋰電生產(chǎn)設(shè)備。鋰離子電池的生產(chǎn)工藝技術(shù)非常嚴(yán)格、復(fù)雜。鋰電生產(chǎn)工藝流程長(zhǎng),設(shè)備多。鋰電設(shè)備泛指在鋰電池生產(chǎn)過(guò)程中使用的各種制造設(shè)備。鋰電設(shè)備對(duì)鋰電池性能和成本有重大影響,是決定因素之一。

　　鋰離子電池生產(chǎn)工藝流程

　　鋰離子電池構(gòu)成主要有正極、負(fù)極、非水電解質(zhì)和隔膜四部分組成。目前市場(chǎng)上采用較多的鋰電池主要為磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池，二者正極原材料差異較大，生產(chǎn)工藝流程比較接近但工藝參數(shù)需變化巨大。

　　鋰離子電池在生產(chǎn)過(guò)程中，需要經(jīng)過(guò)的主要工序疊片、焊接和裁切為3道前后相連工序，且本身使用了自動(dòng)化或半自動(dòng)化的專(zhuān)機(jī)，3道工序間的銜接、流轉(zhuǎn)需要人工干預(yù)，不能實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)，勞動(dòng)強(qiáng)度較大，且不能保證電池產(chǎn)品的一致性。

　　鋰電池生產(chǎn)工藝較長(zhǎng)，生產(chǎn)過(guò)程有50多道工序，相應(yīng)需要50多種設(shè)備來(lái)完成各道工序的制造。工藝環(huán)節(jié)決定了鋰電池設(shè)備龐雜，專(zhuān)用性強(qiáng)。

　　鋰電前段生產(chǎn)工藝：極片制造關(guān)系電池核心性能

　　鋰電池前端工藝的結(jié)果是將鋰電池正負(fù)極片制備完成，其第一道工序是攪拌，即將正、負(fù)極固態(tài)電池材料混合均勻后加入溶劑，通過(guò)真空攪拌機(jī)攪拌成漿狀。配料的攪拌是鋰電后續(xù)工藝的基礎(chǔ)，高質(zhì)量攪拌是后續(xù)涂布、輥壓工藝高質(zhì)量完成的基礎(chǔ)。涂布和輥壓工藝之后是分切，即對(duì)涂布進(jìn)行分切工藝處理。如若分切過(guò)程中產(chǎn)生毛刺則后續(xù)裝配、注電解液等程序、甚至是電池使用過(guò)程中出現(xiàn)安全隱患。

　　鋰電中段工藝流程：效率先行，卷繞走在疊片之前

　　鋰電池制造過(guò)程中，中段工藝主要是完成電池的成型，主要工藝流程包括制片、極片卷繞、模切、電芯卷繞成型和疊片成型等，是當(dāng)前國(guó)內(nèi)設(shè)備廠(chǎng)商競(jìng)爭(zhēng)比較激烈的一個(gè)領(lǐng)域，占鋰電池生產(chǎn)線(xiàn)價(jià)值量約30%。目前動(dòng)力鋰電池的電芯制造工藝主要有卷繞和疊片兩種，對(duì)應(yīng)的電池結(jié)構(gòu)形式主要為圓柱與方形、軟包三種，圓柱和方形電池主要采用卷繞工藝生產(chǎn)，軟包電池則主要采用疊片工藝。

　　卷繞和疊片生產(chǎn)對(duì)應(yīng)的前道工序?yàn)闃O片的制片和模切。制片包括對(duì)分切后的極片/極耳焊接、極片除塵、貼保護(hù)膠紙、極耳包膠和收卷或定長(zhǎng)裁斷，其中收卷極片用于后續(xù)的全自動(dòng)卷繞，定長(zhǎng)裁斷極片用于后續(xù)的半自動(dòng)卷繞；沖切極片是將分切后的極片卷繞沖切成型，用于后續(xù)的疊片工藝。

　　鋰電后段工藝流程：分容化成是核心環(huán)節(jié)

　　鋰電后段生產(chǎn)工藝主要為分容、化成、檢測(cè)和包裝入庫(kù)四道工序，占生產(chǎn)線(xiàn)價(jià)值量約35%。化成和分容作為后段工藝中最主要環(huán)節(jié)，對(duì)成型的電池進(jìn)行激活檢測(cè)，由于電池的充放電測(cè)試周期長(zhǎng)，因此設(shè)備的價(jià)值量最高。化成工藝的主要作用在于將注液封裝后的電芯充電進(jìn)行活化，分容工藝則是在電池活化后測(cè)試電池容量及其他電性能參數(shù)并進(jìn)行分級(jí)?；珊头秩莘謩e由化成機(jī)和分容機(jī)通常由自動(dòng)化分容化成系統(tǒng)完成。

　　鋰電生產(chǎn)設(shè)備有哪些？

　　鋰電設(shè)備是指為鋰電池生產(chǎn)提供的涂布、分切、疊片、卷繞、注液、焊接、檢測(cè)等工藝裝備。具體生產(chǎn)設(shè)備如下：

　　1.真空行星攪拌機(jī)：將各種電池材料均勻的攪拌成漿狀。

　　2.電極涂布機(jī)：攪拌后的漿料均勻涂膜在金屬箔片上。對(duì)漿料的涂布厚度精確到3微米以下。

　　3.輥壓機(jī)：涂布后的極片進(jìn)一步壓實(shí)，提高電池的能量密度。

　　4.極片分切設(shè)備：用于極片涂布分切。

　　5.超聲焊接導(dǎo)電柄設(shè)備：用于卷繞和疊片工藝的金屬焊接。

　　6.卷繞機(jī)：將制造好的極片卷繞成電池。

　　7.手套箱：保證在低濕度環(huán)境下將電解液與卷芯封裝在一起。

　　8.注液機(jī)：保證高精度的流水化將電解液真空注入電池包裝材料內(nèi)。

　　9.化成測(cè)試設(shè)備：將做好的電池充電活化，產(chǎn)生電壓，同時(shí)測(cè)試電池的容量。

　　未來(lái)，新能源汽車(chē)市場(chǎng)的爆發(fā)式增長(zhǎng)也將會(huì)持續(xù)間接拉動(dòng)鋰電設(shè)備的快速增長(zhǎng)。除此之外，在動(dòng)力電池大規(guī)模批量生產(chǎn)以及電池安全性能不斷提升倒逼之下，國(guó)產(chǎn)鋰電設(shè)備開(kāi)始逐步擺脫模仿日韓，呈現(xiàn)快速追趕國(guó)際先進(jìn)水平甚至超越態(tài)勢(shì)。

　　國(guó)產(chǎn)鋰電設(shè)備經(jīng)過(guò)這幾年的快速發(fā)展，性能和質(zhì)量都有很大的提高，目前國(guó)產(chǎn)設(shè)備無(wú)論是在速度、控制精度和穩(wěn)定性方面都有了很大的提升，基本上都能夠滿(mǎn)足電池企業(yè)的需求，整體都在進(jìn)步。

　　總結(jié)：鋰電池質(zhì)量至關(guān)重要，目前國(guó)內(nèi)鋰離子電池產(chǎn)業(yè)化主要存在的問(wèn)題是電池質(zhì)量一致性不好。要從根本上解決鋰離子電池批產(chǎn)質(zhì)量一致性差問(wèn)題，還要靠提高生產(chǎn)設(shè)備控制精度、生產(chǎn)線(xiàn)自動(dòng)化水平來(lái)解決。帶動(dòng)鋰電池生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行技術(shù)升級(jí)和改造，從而促進(jìn)我國(guó)鋰電池行業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)品升級(jí)。