电池分类及锂电设备制作工序

2020-07-10520

电池分类锂离子电池按外形分为软包锂电池、方形锂电池和圆柱形锂电池。软包电池:液态锂离子电池套上一层聚合物外壳。在结构上采用铝塑膜包装,在发生安全隐患的情况下软包电池只会鼓气裂开。方形电池:通常指铝壳或钢壳方形电池。圆柱电池:分为磷酸铁锂、钴酸锂、锰酸锂、钴锰混合、三元材料不同体系,外壳分为钢壳和聚合

电池分类
锂离子电池按外形分为软包锂电池、方形锂电池和圆柱形锂电池。
软包电池:液态锂离子电池套上一层聚合物外壳。在结构上采用铝塑膜包装,在发生安全隐患的情况下软包电池只会鼓气裂开。方形电池:通常指铝壳或钢壳方形电池。圆柱电池:分为磷酸铁锂、钴酸锂、锰酸锂、钴锰混合、三元材料不同体系,外壳分为钢壳和聚合物两种。
软包、方形、圆柱电池在不同性能上各有优势。其中,在产品一致性上,圆柱电池表现优于软包、方形电池。而软包电池在电芯安全性、设立灵活性、循环寿命和充放电倍率性能上都表现最佳,圆柱电池表现较弱。方形电池在PACK成组效率性能上也表现优于圆柱电池。

锂电设备
根据锂离子电池生产程序,一般分为极片制作、电芯组装、后处理(激活电芯)等三大步骤,分别为前中后三道程序。核心设备包括前段的搅拌机、涂布机和辊分机等,中段的卷绕机、迭片机和焊接机等,后段的化成分容设备。
前道工序为极片制作,包括均浆、涂布、烘干、辊压、分切等工序,其中涂布、辊压和分切为主要工序。涂布:把搅拌后的浆料均匀涂抹在基材铜箔(负极载体)和铝箔(正极载体)上,以制作正极和负极,是锂离子电池研制和生产中的关键工序之一。辊压:对已涂好的正负极材料进行轧压使其压实更好的依附在铝箔和铜箔上,提升电池能量密度。分切:分条是指将较宽的整卷极片连续纵切成若干所需宽度的窄片。锂离子电池对极片的主要技术要求是分条后的极片不能出现褶皱、脱粉,分条尺寸精度高等,同时要求极片边缘的毛刺小。
中道工序为电芯组装,包括注液、焊接帽、焊接、入壳、卷绕或迭片等工序卷绕与迭,其中卷绕或迭片为主要工序。卷绕:将制片工序中制作的极片制成锂离子电池的裸电芯。卷绕电芯是指正极、负极极片料卷或长片间夹有一层隔膜,一起卷绕成一个圆柱体或棱形体的电池芯体,是完成锂离子电池制造的关键工序之一。迭片:将模切完成的正、负极片与隔膜间隔堆迭成电池的裸电芯。
后道工序为后处理,其中电芯化成、分容为主要工序。化成:进行充电活化并测量容量。分容:将化成好的电池按照1C放电容量进行分类,以适合不同的容量需求。检测:充放电机记录电芯充放电的相关数据和曲线图表,以作为计算电芯电容量及评价电芯是否合格、如何分类的依据。在充放电之外,电芯静置前后还要接受专门的测试设备的检测,以测试电芯的电压和内阻。
在生产工艺上,前段软包电池和方形电池的制作工序基本一致,在中段和后段工序上,软包电池和方形电池的制作工序区别较大。方形电池的中段工序主要为卷绕、焊软连接、卷芯入壳、焊顶盖和气密性检测等,而软包电池的中段工序主要为迭片、TAB焊接、极耳贴胶、电芯平压测Hi-pot和热冷压等。方形电池的后段工序为化成、焊接封顶、分容测试等,而软包电池的后段工序为化成、TAB套绝缘管、容量测试、其他测试等。因此前段工序所需的设备稳定。中后道生产设备会根据电池生产技术的革新而迭代,或技术路径的切换导致设备置换的需求。

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