夾具化成柜的工藝設計
熱壓階段(物理成型):先升溫至60℃(不同電池類型可調整,如軟包電池常用50-80℃)——此時電極材料(如極片的粘結劑)和封裝膜(如鋁塑膜)會軟化,再施加壓力(如0.3-0.8MPa),能更地排出極片間的氣泡、壓實活性物質(減少孔隙率),避免“冷態施壓”導致的材料脆化或封裝膜破損。化成階段(化學穩定):保溫保壓狀態下(溫度不變、壓力持續)進行化成——SEI膜的形成需要穩定的反應環境:溫度穩定可避免膜生長速度忽快忽慢(防止膜結構疏松),壓力穩定能確保電解液持續浸潤極片(避免局部缺液導致的膜不完整)。呈現效果:電池厚度一致性提升(偏差≤0.1mm),SEI膜穩定性提升(循環500次后內阻增幅≤10%)。 電池分容化成柜運用網絡聯接及 SQL 數據庫,集中管理多臺機柜數據。江蘇熱壓夾具化成柜制造商
電池熱壓化成機是一種將電池進行熱壓處理的設備,其功能在于通過調控溫度、壓力和時間等參數,使電池在特定條件下完成熱壓與化成工藝。在熱壓階段,設備借助氣缸、液壓缸或伺服電機驅動壓板,能夠向電池施加范圍在 80 - 1000KG(對應面壓 0.01 - 0.85MPa)的壓力,此壓力可壓縮極片,增加電極材料的壓實密度,提升電池的能量密度。同時,還能減少極片與隔膜之間的氣泡或間隙,電池內部結構的均勻性,降低短路。
不同類型的電池,電池熱壓化成機的熱壓處理方式也有所差異。以圓柱型鋰電池為例,因其結構特點,中心和邊緣部位在熱壓時受力不同,通常采用從邊緣到中心逐漸遞減的壓力梯度,避免中心部位壓力過大導致隔膜穿孔,確保邊緣極片緊密貼合,提升電池整體性能和安全性。 深圳臥式高溫壓力化成柜工作原理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)。
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。
熱壓化成柜是鋰電池生產中兼具熱壓成型與化成功能的設備
二、技術特點多參數精細調控:設備需同時管控溫度、壓力、充放電電流/電壓等參數,且各參數需根據電池類型(三元、磷酸鐵鋰等)、規格(容量、尺寸)動態適配,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:現代熱壓化成柜多配備PLC管控系統和人機交互界面,可預設工藝配方,支持多工位同步操作(常見6-32工位),并通過傳感器實時監測數據,異常時自動報警或停機,確保批量生產的一致性。
兼容性強:可適配不同形態的電池(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),只需調整工藝參數即可滿足多樣化生產需求。
熱壓化成柜具有高度靈活性可覆蓋主流的鋰離子電池類型和常見規格。
真空化成柜與常規化成柜在電池處理層面存在差異
1. 真空化成柜環境:在真空(低氣壓)條件下進行化成作業,內部氣壓通常低于 100Pa(甚至可達 10?3Pa 以下)。工作原理:通過真空泵抽出柜體內部空氣,形成負壓環境,減少氣體分子對電池的干擾(如氧氣、水蒸氣等)。真空環境可加速電池內部電解液的浸潤,降低電極與隔膜間的氣泡殘留,提升界面貼合度。減少高溫下電解液分解產生的氣體積聚,避免電池膨脹或內部短路風險。
2. 常規化成柜環境:在常壓(大氣壓)下進行化成,無需控制氣壓,只調控溫度、電流等參數。工作原理:通過加熱系統和壓力控制系統(部分型號)提供恒溫或恒壓環境,依賴常規氣壓下的化學反應完成電極活化。適用于對氣壓不敏感的電池類型,或對成本、工藝復雜度要求較低的場景。
設備結構與能耗差異
真空化成柜:結構復雜,需配備真空泵、真空傳感器、密封腔體等,設備體積較大。能耗較高(真空泵持續運行),且抽真空過程需額外時間(約 30 分鐘 - 2 小時),影響生產效率。
常規化成柜:結構簡單,以加熱系統和壓力系統為主,體積小、能耗低,適合連續化生產。 熱壓化成柜通過高溫高壓,讓電池極片與隔膜緊密貼合,消除內部空隙,增強電池品質。龍崗電池分容化成柜報價
設備會通過內部的加熱系統為電池提供高溫環境,同時利用壓力系統施加壓力,確保熱壓過程的穩定性和安全性。江蘇熱壓夾具化成柜制造商
熱壓化成柜性能優勢:提高化成效率:相比傳統的化成設備,熱壓化成柜可節省 30%-50% 的化成時間,還可通過多通道同時作業,實現 24 小時不間斷運行,進一步增加產能。提升電池性能: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。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。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。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領域,尤其適用于高能量密度電池的生產,如鋰離子電池(方形、軟包、圓柱)、固態電池等。江蘇熱壓夾具化成柜制造商