鋰電池化成柜的性能直接影響電池的良率、一致性和生產成本,其在于通過“執行-監測-保護”的一體化設計,實現工藝的精確化和自動化。隨著鋰電池技術向高能量密度、長壽命方向發展,化成柜也在不斷升級,以滿足新能源產業的規模化生產需求。技術發展趨勢高功率與高精度:隨著動力電池容量增大,化成柜向高電流(如100A以上)、高精度方向發展,同時支持多倍率充放電(0.1C~5C);智能化與網絡化:集成AI算法優化工藝參數,通過物聯網(IoT)實現多柜集群管理和遠程監控;綠色節能:推廣能量回饋技術,降低能耗成本,同時采用散熱設計減少冷卻能耗;模塊化設計:充放電模塊、數據采集模塊支持插拔更換,便于維護和擴容,適應柔性化生產需求。鋰電池熱壓化成柜可防范壓力失控、溫度異常、電氣故障等出現的問題。深圳動力電池化成柜研發
熱壓化成柜產品型號:臥式款/扁圓款應用領域:鋰離子電池(方形、軟包、圓柱)生產中的熱壓成型與化成工藝功能:一體化集成熱壓(加熱加壓)與化成(充放電),提升電池能量密度、一致性和良率。
1.熱壓化成柜是鋰電池生產中的關鍵設備,主要用于電池的熱壓成型和化成工藝,其功能可分為以下幾類:
熱壓成型功能(1)加熱與溫度控制均勻加熱:采用高精度加熱板(如鋁制),確保電池受熱均勻(溫差≤±1℃)。溫度可調:通常范圍 50~150℃。多溫區控制:適用于大尺寸電池,避免局部過熱或冷卻不均。
(2)極片壓實與界面優化減少極片孔隙率,提升電池能量密度。促進電解液浸潤,降低內阻。防止極片分層,提高電池循環壽命。
(3)壓力控制精細施壓:采用伺服電機或液壓系統,壓力范圍 0.5~15MPa(可調),確保極片與隔膜緊密貼合。保壓功能:保持恒定壓力 1~30分鐘(可編程),適應不同電池材料。壓力曲線優化:支持線性/非線性加壓,減少極片反彈或開裂風險
2. 行業應用價值提升能量密度:極片壓實減少空隙,增加活性物質占比。提高良率:減少分層、氣泡等缺陷,降低報廢率。縮短工藝時間:熱壓與化成同步進行,優化生產節拍。適配新型電池:如硅負極、固態電池等特殊工藝需求。 上海鋰電池熱壓夾具化成柜報價發現電池鼓包、漏液或冒煙,立即觸發急停按鈕,開啟柜內排風系統,使用(如氮氣)滅火,禁止直接用水撲救。
不同類型、規格的鋰電池,對壓夾具化成柜的功能要求差異
電池類型決定基礎適配性軟包鋰電池(如消費電子電池、動力電池軟包款):需求是“均勻施壓+準確控溫”——軟包無剛性外殼,熱壓時需避免局部壓力過大導致鼓包或封裝破裂,同時化成階段需穩定的溫度場促進SEI膜形成。因此需優先選擇“壓力精度高(±0.02MPa以內)、加熱溫差小(±2℃以內)”的設備,且夾具需具備柔性緩沖設計。硬殼/圓柱電池(如方形鋁殼電池、18650圓柱電池):熱壓需求較低(主要依賴外殼定型),但化成階段需穩定的電極接觸(避免虛接導致化成不良)。因此可側重“夾具導電性(如銅合金材質)、夾持穩定性”,對壓力精度要求可適當放寬(±0.05MPa即可)。
夾具系統:兼容性與可靠性兼容性:是否支持 “迅速換型”(如通過參數設定調整夾具間距、壓力行程),無需更換硬件即可適配不同尺寸電池(如從 50mm×100mm 切換到 100mm×200mm,調整時間<10 分鐘)。導電性(針對化成):夾具電極需采用高導電材質(如紫銅鍍鎳),接觸電阻≤5mΩ(避免化成時局部發熱燒毀電池)。耐用性:夾具表面需耐磨(如陽極氧化處理),確保長期使用(≥10 萬次夾持)后無變形、接觸不良。
熱壓化成柜是鋰電池生產中集熱壓成型與化成工藝于一體的設備
2.完成電池化成,電化學性能初次充放電:化成是電池的 “初次充電” 過程,通過熱壓化成柜的充放電系統(精確管控電流、電壓、時間),使電池內部發生化學反應(如鋰離子嵌入電極材料),形成穩定的固體電解質界面膜(SEI 膜)。SEI 膜是保護電池循環壽命、安全性的關鍵結構,熱壓環境可促進 SEI 膜均勻生成,減少枝晶生長的可能。參數調控:設備能根據不同電池類型(如三元鋰電池、磷酸鐵鋰電池)或工藝需求,動態調節充放電參數(如恒流、恒壓階段的切換),同時結合溫度、壓力的協同管控,確保化成反應充分且穩定,避免局部過充、過熱導致的性能衰減。
3. 提升電池一致性,確保批量生產質量多工位同步:熱壓化成柜通常具備多個單獨工位,每個工位的溫度、壓力、充放電參數可統一調控,確保同一批次電池在相同條件下完成處理,減少個體差異。實時監測與反饋:設備集成的傳感器(壓力、溫度、電壓、電流等)可實時采集數據,若某一參數偏離設定值,系統會自動調整(如補壓、調溫、斷電保護),避免不合格電池流入后續工序。 多參數協同控制:壓力、溫度、電流 / 電壓通過同一 PLC 系統聯動。
熱壓化成柜能帶來多方面的效益以下幾點:
1.提高生產效率、縮短化成時間:相比傳統的化成設備,熱壓化成柜可節省 30%-50% 的化成時間。例如通過脈沖電流或階梯式加壓縮短化成時間,能將傳統 24 小時的化成時間縮短至 8 小時,有效提高了生產效率,多通道同時作業:具備多個化成通道,可同時對不同型號、不同容量或處于不同化成階段的電池進行化成操作,大幅提高生產效率。并且可實現 24 小時不間斷運行,進一步增加了產能。自動化運行:高度自動化,具備自動充放電切換、自動電流設置和掉電保護等功能,減少了人工操作的時間損耗和誤差,降低了人工成本,同時提高了生產過程的穩定性和可靠性。
2.提升產品質量1優化電池性能:通過優化溫度、壓力、充放電控制等參數,能夠促進 SEI 膜的形成,提高電池的能量密度、循環壽命以及充放電性能等關鍵指標。例如,熱壓減少極片孔隙,使化成形成的 SEI 膜更均勻,有助于延長電池循環壽命;高壓實密度增加了活性物質占比,提高了電池的能量密度。增強電池一致性:精確控制各項參數,使電池在化成過程中受到的環境條件和處理過程更加一致,從而提高電池組的一致性,降低電池組內各電池之間的性能差異,有利于提高電池模組和電池的整體性能和穩定性。 高溫熱壓化成柜,溫控 ±2℃內,壓力精度 ±0.1MPa,穩保化成工藝,提升產品一致性。廣東數碼電池熱壓化成柜生產廠家
電池分容化成柜適用于生產與試驗場景,圓柱、鋁殼、聚合物電池皆可測試。深圳動力電池化成柜研發
熱壓化成工藝流程:以一種聚合物鋰離子電池化成工藝為例,其熱壓化成流程如下:化成前熱壓:將注液靜置后待化成的電池在溫度80±5℃和壓力0.25-0.55MPa下進行恒溫熱壓50-70min,以排除卷芯層間氣體,讓正、負極片、隔膜、電解液充分接觸,為化成做準備。熱壓化成:在恒定的溫度70±2℃下分三小步進行。首先給電池施加0.06±0.02MPa壓力,時間2min,不充電;然后加壓到0.10MPa,并以0.05C電流恒流充電3min;持續加壓到0.15-0.45MPa,以0.05C電流恒流充電10min,截止電壓為3.20-3.40V。接著保持0.15-0.45MPa的壓力,以0.1C電流恒流充電35±2min,充電截止電壓為3.80-3.90V。繼續保持該壓力,以0.2C電流恒流充電90±2min,充電截止電壓為4.10V。化成后熱壓:將熱壓化成結束后的電池置于溫度80±5℃,壓力0.25-0.55MPa下,恒溫熱壓50-70min,增加電芯平整度以及硬度,使形成的SEI膜快速趨于穩定,增加電池循環壽命。
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