鋰電池化成柜主要用于電池生產(chǎn)的三大工藝:化成(Formation):通過充放電激發(fā)電池正負極材料,在負極表面形成穩(wěn)定的固態(tài)電解質(zhì)界面膜(SEI膜),是電池獲得電化學性能的關(guān)鍵步驟。老化(Aging):又稱“時效處理”,將化成后的電池在特定溫度下靜置或循環(huán)充放電,使電池內(nèi)部化學體系趨于穩(wěn)定,提升性能一致性。分容(Grading):對電池的容量、電壓、內(nèi)阻等參數(shù)進行測試和分級,篩選出性能匹配的電池,便于后續(xù)成組使用(如動力電池組、儲能電池組等)。
(一)系統(tǒng)功能:作為化成柜的 “大腦”,負責協(xié)調(diào)各模塊工作,執(zhí)行工藝參數(shù)設(shè)定(如充放電電流、電壓、溫度閾值等)、流程調(diào)度(化成 - 老化 - 分容的順序)及故障診斷。技術(shù)要點:采用可編程邏輯器(PLC)或工業(yè)計算機(IPC),具備高可靠性和實時性;支持人機交互界面(HMI),方便操作人員設(shè)置參數(shù)、監(jiān)控實時數(shù)據(jù);可對接工廠 MES 系統(tǒng),實現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的上傳與追溯 化成溫度需嚴格遵循工藝要求(通常為 25℃~80℃,具體因電池體系而異)。江蘇鋰電池化成柜廠家
熱壓化成柜產(chǎn)品型號:臥式款/扁圓款應用領(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,避免局部過熱或冷卻不均。(
2)極片壓實與界面優(yōu)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(nèi)阻。防止極片分層,提高電池循環(huán)壽命。
(3)壓力控制精細施壓:采用伺服電機或液壓系統(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險
湖北真空化成柜電池分容化成柜適用于生產(chǎn)與試驗場景,圓柱、鋁殼、聚合物電池皆可測試。
技術(shù)優(yōu)勢奠定市場基礎(chǔ):
1.性能提升明顯,熱壓化成柜通過精確控制溫度(±0.5℃)和壓力(±1kPa),可優(yōu)化電池內(nèi)部SEI膜形成,提升能量密度(石墨負極壓實密度可達1.7g/cm3以上)和循環(huán)壽命410。例如,相比傳統(tǒng)化成設(shè)備,熱壓化成柜可縮短化成時間30%-50%,同時將電池性能離散性降低30%以上12。此外,其集成熱壓與化成功能,節(jié)省設(shè)備投入30%以上,并通過余熱回收降低能耗20%
2.適配新型電池,技術(shù)隨著硅碳負極、固態(tài)電池等新型材料的普及,熱壓化成柜的高溫高壓環(huán)境(80-150℃、1-10MPa)可滿足特殊工藝需求。例如,固態(tài)電池需高溫高壓促進電解質(zhì)與電極的界面結(jié)合,而熱壓化成柜已具備相關(guān)技術(shù)儲備。
3.智能化與自動化升級AIoT技術(shù)與熱壓化成柜的融合推動設(shè)備向無人化、精確化發(fā)展。例如,機器學習算法可自動調(diào)整化成參數(shù),實現(xiàn)充放電控制的智能化;機器人協(xié)作系統(tǒng)則提升上下料效率,降低人工成本17。
熱壓化成柜是鋰電池生產(chǎn)中兼具熱壓成型與化成功能的設(shè)備
二、技術(shù)特點多參數(shù)精細調(diào)控:設(shè)備需同時管控溫度、壓力、充放電電流/電壓等參數(shù),且各參數(shù)需根據(jù)電池類型(三元、磷酸鐵鋰等)、規(guī)格(容量、尺寸)動態(tài)適配,例如軟包電池對壓力均勻性要求更高,硬殼電池則需匹配殼體耐受的壓力范圍。
自動化與智能化:現(xiàn)代熱壓化成柜多配備PLC管控系統(tǒng)和人機交互界面,可預設(shè)工藝配方,支持多工位同步操作(常見6-32工位),并通過傳感器實時監(jiān)測數(shù)據(jù),異常時自動報警或停機,確保批量生產(chǎn)的一致性。
兼容性強:可適配不同形態(tài)的電池(軟包、硬殼、圓柱),以及不同應用場景的電池(動力電池、儲能電池、消費電子電池),只需調(diào)整工藝參數(shù)即可滿足多樣化生產(chǎn)需求。
相比傳統(tǒng)的化成設(shè)備,可節(jié)省 30%-50% 的化成時間。
高溫熱壓化成柜功能詳解:
(一)電池化成功能
1.化成工藝原理高溫+壓力協(xié)同:在50-80℃高溫環(huán)境下,配合0.1-0.5MPa正向壓力(軟包電芯場景),加速電解液浸潤極片,并促進正負極界面SEI膜的均勻形成。例如,軟包電芯采用鋁塑膜封裝,高溫可提升鋰離子遷移速率,壓力則確保極片與電解液緊密接觸,避免因封裝柔軟導致的浸潤不均。
2.與負壓化成的差異:區(qū)別于方形電芯的負壓化成(通過負壓差驅(qū)動電解液滲透),高溫熱壓化成以“正壓+溫度”為驅(qū)動力,更適合結(jié)構(gòu)柔軟的軟包電池或薄型電芯。
2.工藝優(yōu)勢提升
1.化成效率:高溫環(huán)境使化成時間較常溫工藝縮短20%-40%,同時壓力作用下電解液滲透更徹底,減少“干區(qū)”(未浸潤極片區(qū)域)。
2.優(yōu)化SEI膜質(zhì)量:均勻的溫度與壓力場可形成致密、穩(wěn)定的SEI膜,降低電池內(nèi)阻,提升循環(huán)壽命(如循環(huán)次數(shù)提升10%-15%)。
多功能集成:部分設(shè)備已實現(xiàn) “化成 - 老化 - 分容” 一體化設(shè)計,減少電芯轉(zhuǎn)運損耗,提升產(chǎn)線自動化程度。綠色節(jié)能:采用紅外加熱、余熱回收等技術(shù)降低能耗(如能耗較傳統(tǒng)設(shè)備降低 15%-20%),符合碳中和生產(chǎn)需求。高精度化:通過 AI 算法優(yōu)化溫度 - 壓力 - 電參數(shù)的協(xié)同,進一步提升電池性能一致性(如容量偏差在 ±1% 以內(nèi))。
電池分容化成柜運用網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接及 SQL 數(shù)據(jù)庫,集中管理多臺機柜數(shù)據(jù)。湖北熱壓夾具化成柜按需定制
鋰電池化成柜的技術(shù)迭代直接關(guān)聯(lián)電池性能。江蘇鋰電池化成柜廠家
熱壓化成柜性能優(yōu)勢:提高化成效率:相比傳統(tǒng)的化成設(shè)備,熱壓化成柜可節(jié)省 30%-50% 的化成時間,還可通過多通道同時作業(yè),實現(xiàn) 24 小時不間斷運行,進一步增加產(chǎn)能。提升電池性能:通過優(yōu)化溫度、壓力、充放電控制等參數(shù),能夠促進 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。增強電池一致性:精確控制各項參數(shù),使電池在化成過程中受到的環(huán)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(nèi)各電池之間的性能差異。高度自動化:具備自動充放電切換、自動電流設(shè)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。應用場景:熱壓化成柜廣泛應用于動力電池、儲能電池、3C 消費電子電池等鋰電池的生產(chǎn)領(lǐng)域,尤其適用于高能量密度電池的生產(chǎn),如鋰離子電池(方形、軟包、圓柱)、固態(tài)電池等。江蘇鋰電池化成柜廠家