熱壓化成柜能帶來(lái)多方面的效益以下幾點(diǎn):
1.提高生產(chǎn)效率、縮短化成時(shí)間:相比傳統(tǒng)的化成設(shè)備,熱壓化成柜可節(jié)省 30%-50% 的化成時(shí)間。例如通過(guò)脈沖電流或階梯式加壓縮短化成時(shí)間,能將傳統(tǒng) 24 小時(shí)的化成時(shí)間縮短至 8 小時(shí),有效提高了生產(chǎn)效率,多通道同時(shí)作業(yè):具備多個(gè)化成通道,可同時(shí)對(duì)不同型號(hào)、不同容量或處于不同化成階段的電池進(jìn)行化成操作,大幅提高生產(chǎn)效率。并且可實(shí)現(xiàn) 24 小時(shí)不間斷運(yùn)行,進(jìn)一步增加了產(chǎn)能。自動(dòng)化運(yùn)行:高度自動(dòng)化,具備自動(dòng)充放電切換、自動(dòng)電流設(shè)置和掉電保護(hù)等功能,減少了人工操作的時(shí)間損耗和誤差,降低了人工成本,同時(shí)提高了生產(chǎn)過(guò)程的穩(wěn)定性和可靠性。
2.提升產(chǎn)品質(zhì)量1優(yōu)化電池性能:通過(guò)優(yōu)化溫度、壓力、充放電控制等參數(shù),能夠促進(jìn) SEI 膜的形成,提高電池的能量密度、循環(huán)壽命以及充放電性能等關(guān)鍵指標(biāo)。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(zhǎng)電池循環(huán)壽命;高壓實(shí)密度增加了活性物質(zhì)占比,提高了電池的能量密度。增強(qiáng)電池一致性:精確控制各項(xiàng)參數(shù),使電池在化成過(guò)程中受到的環(huán)境條件和處理過(guò)程更加一致,從而提高電池組的一致性,降低電池組內(nèi)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(wěn)定性。 功能強(qiáng)大的電池分容化成柜,可作循環(huán)壽命測(cè)試,多方面檢測(cè)電池性能。鋰電池?zé)釅簥A具化成柜控制系統(tǒng)
熱壓夾具化成柜的功能作用:熱壓成型:通過(guò)高溫(通常 80-150℃)和高壓(1-10MPa)使電池極片與隔膜緊密貼合,消除內(nèi)部空隙,提升電池能量密度和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。關(guān)鍵參數(shù)包括溫度均勻性(±2℃以內(nèi))、壓力精度(±0.1MPa)、保壓時(shí)間(10-300 秒可調(diào))。化成處理:對(duì)電池進(jìn)行充放電,激發(fā)電極材料并形成穩(wěn)定的 SEI 膜(固體電解質(zhì)界面膜),直接影響電池的循環(huán)壽命和安全性。技術(shù)要點(diǎn)包括多通道單獨(dú)控制(支持不同電池型號(hào))、恒流 / 恒壓模式切換、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電壓 / 電流 / 內(nèi)阻。江蘇鋰電池?zé)釅夯晒裆a(chǎn)廠家每月校準(zhǔn)壓力傳感器和溫度傳感器(誤差分別≤±0.005MPa、±1℃),定期檢查加熱元件絕緣性。
壓力控制系統(tǒng):由壓力傳感器、壓力調(diào)節(jié)裝置(如液壓泵、氣壓閥等)和壓力緩沖裝置(如蓄能器、緩沖罐等)組成。根據(jù)設(shè)定壓力值和傳感器反饋的實(shí)際壓力值進(jìn)行比較和計(jì)算,通過(guò)控制壓力調(diào)節(jié)裝置精確調(diào)整施加在電池上的壓力。電源系統(tǒng):為化成過(guò)程提供穩(wěn)定的電力供應(yīng),可精確控制充放電參數(shù),如電流、電壓、時(shí)間等,滿足不同類型鋰電池的化成需求??刂葡到y(tǒng):實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)化成過(guò)程的自動(dòng)化控制,包括溫度、壓力、充放電等參數(shù)的設(shè)置、監(jiān)測(cè)和調(diào)整。通常采用 PLC 或計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng),具備人機(jī)交互界面,方便操作人員進(jìn)行參數(shù)設(shè)置和設(shè)備監(jiān)控3。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng):實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并記錄電池化成過(guò)程中的電壓、電流、容量等參數(shù),保存每個(gè)電池的所有工步曲線,方便用戶分析和評(píng)估電池性能。
熱壓化成柜:打破材料與結(jié)構(gòu)壁壘的效率同規(guī)格鋰電池因材料體系與內(nèi)部結(jié)構(gòu)差異,化成效率呈現(xiàn)分化 —— 以 18650 電芯為例,傳統(tǒng)石墨體系化成周期約 12 小時(shí),而硅碳負(fù)極體系需 20 小時(shí)以上。熱壓化成柜通過(guò)「材料特性解碼 - 工藝參數(shù)映射」的智能邏輯,構(gòu)建差異化解決方案:一、材料基因決定工藝路徑:從分子層面重構(gòu)化成邏輯高鎳正極(NCM811):因晶格穩(wěn)定性差,傳統(tǒng)化成易出現(xiàn)過(guò)渡金屬溶出。設(shè)備啟用「低溫梯度熱壓」:60℃預(yù)熱使 Li + 擴(kuò)散速率提升 40%,配合 0.6MPa 壓力抑制晶界裂紋,同步采用 0.1C-0.3C-0.1C 三段式充電,使化成時(shí)間從 24 小時(shí)壓縮至 16 小時(shí),且容量保持率提升至 95%。硅碳負(fù)極:針對(duì)嵌鋰膨脹導(dǎo)致的 SEI 膜破裂問(wèn)題,設(shè)備在充電至 3.0V(硅開始嵌鋰)時(shí),自動(dòng)將壓力從 0.5MPa 線性升至 1.2MPa,同時(shí)啟動(dòng) 85℃恒溫加速電解液浸潤(rùn),使化成周期從 28 小時(shí)縮短至 18 小時(shí),首效突破 85%。磷酸鐵鋰厚極片(120μm):采用「真空 - 壓力」協(xié)同工藝:先抽真空至 - 0.09MPa 加速電解液滲透,再分階段升壓(0.4→0.8→1.2MPa),配合 60℃→45℃梯度降溫,使化成時(shí)間從 20 小時(shí)壓縮至 12 小時(shí),極片浸潤(rùn)深度達(dá) 98%。壓力無(wú)法維持時(shí),檢查氣管是否破裂、壓力缸密封件是否老化(更換后需重新校準(zhǔn)壓力)。
熱壓化成柜產(chǎn)品型號(hào):臥式款/扁圓款應(yīng)用領(lǐng)域:鋰離子電池(方形、軟包、圓柱)生產(chǎn)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(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,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(diào):通常范圍50~150℃。多溫區(qū)控制:適用于大尺寸電池,避免局部過(guò)熱或冷卻不均。(
2)極片壓實(shí)與界面優(yōu)化減少極片孔隙率,提升電池能量密度。促進(jìn)電解液浸潤(rùn),降低內(nèi)阻。防止極片分層,提高電池循環(huán)壽命。
(3)壓力控制精細(xì)施壓:采用伺服電機(jī)或液壓系統(tǒng),壓力范圍0.5~15MPa(可調(diào)),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(yīng)不同電池材料。壓力曲線優(yōu)化:支持線性/非線性加壓,減少極片反彈或開裂風(fēng)險(xiǎn)
多參數(shù)協(xié)同控制:壓力、溫度、電流 / 電壓通過(guò)同一 PLC 系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)。湖北高溫壓力化成柜制造商
先進(jìn)的電池分容化成柜,自帶鍵盤與大屏幕液晶中文顯示,操作便捷直觀。鋰電池?zé)釅簥A具化成柜控制系統(tǒng)
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(jìn)行恒溫?zé)釅?0-70min,以排除卷芯層間氣體,讓正、負(fù)極片、隔膜、電解液充分接觸,為化成做準(zhǔn)備。熱壓化成:在恒定的溫度70±2℃下分三小步進(jìn)行。首先給電池施加0.06±0.02MPa壓力,時(shí)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(xù)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(xù)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?;珊鬅釅海簩釅夯山Y(jié)束后的電池置于溫度80±5℃,壓力0.25-0.55MPa下,恒溫?zé)釅?0-70min,增加電芯平整度以及硬度,使形成的SEI膜快速趨于穩(wěn)定,增加電池循環(huán)壽命。
鋰電池?zé)釅簥A具化成柜控制系統(tǒng)