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鋰電池生產主要分為前中后段三個環節。鋰電設備是鋰電池生產的基礎,是指利用設備將電化學物料通過各種工序制成電芯及參與電池系統組裝的各類設備的總稱。鋰電設備的工藝水平及其運行情況直接影響鋰電池的性能與質量,是決定鋰電池品質的關鍵因素之一。鋰電池的制作工藝復雜,涉及的工藝眾多,整個生產過程涉及 30 多道工序,需要的設備種類也很多。整體來看鋰電池生產主要分為前中后段三個環節,分別為前段極片制作環節、中段電芯裝配環節、后段化成檢測環節。具體如下:
前段極片制作環節:主要包括勻漿、涂布、輥壓、分切/模切、制片等工序,是鋰電
池制造的基礎,對極片制作設備的性能、精度、穩定性、自動化水平和生產效能等
有著很高的要求。前段主要設備包括:攪拌機、涂布機、輥壓機、分切機/模切機、
制片機等。
涂布、輥壓、分切為前段核心工序,涂布機、輥壓機、分切機為對應核心設備。涂
布:把攪拌后的漿料均勻涂覆在基材銅箔(負極載體)和鋁箔(正極載體)上并烘
干制成正極和負極片,是鋰電池研制和生產中的關鍵工序之一。輥壓:對已涂布的
正負極極片進行軋壓使其壓實更好地依附在鋁箔和銅箔上,以提高電池能量密度。
分切:將較寬的整卷極片連續縱切成若干所需寬度的窄片。分切后的極片不能出現
褶皺、脫粉,分切尺寸精度要求高,同時要求極片表面保持光滑和平整,邊緣的毛
刺小。
中段電芯裝配環節:主要包括卷繞或疊片、電芯預封裝(入殼、極耳焊接、干燥等)、
注入電解液、封口等工序,對相關設備的精度、效率、一致性要求較高。中段主要
設備包括:卷繞/疊片機、入殼機、激光焊接機、烘干機、注液機等。
卷繞或疊片為中段核心工序,卷繞機、疊片機為對應核心設備。卷繞/疊片是將前段
工序中制作的極片制成鋰電池的裸電芯,是完成鋰電池制造的關鍵工序之一。卷繞:
將正極、負極極片料卷或長片間夾有一層隔膜,一起卷繞成一個圓柱體或菱形體的
電池芯體。疊片:將模切完成的正、負極片與隔膜間隔堆疊成電池的裸電芯。
后段化成檢測環節:主要包括電芯化成、分容、檢測、模組生產、PACK 等工序,主
要設備包括充放電機、分容機、檢測設備、模組生產設備、PACK 設備等。
電芯化成、分容為后段核心工序,充放電機為對應核心設備。化成:主要作用在于
激活電池,使電池具備儲電能力。分容:將化成好的電池按容量梯度分類,將性能
相近的電池分組,降低電池組內各個電池的單體差異性,提高電池組的整體性能。
充放電機記錄電芯充放電的相關數據和曲線圖表,以作為計算電芯電容量及評價電
芯是否合格、如何分類的依據。化成、分容環節直接決定電芯產品的合格率和批次
的一致性,是后段的關鍵工序。在充放電之外,電芯靜置前后還要接受專門的測試
設備的檢測,以測試電芯的電壓和內阻。
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