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,其作用貫穿電池性能優化、結構穩定和質量維護的關鍵環節
實現電池的熱壓成型,保持結構穩定性解決內部間隙:鋰電池(尤其是軟包電池、疊片電池)在疊片或卷繞后,電極、隔膜等材料之間可能存在微小間隙。熱壓化成柜通過施加壓力(通常為 0.1-5MPa)和特定溫度(根據電池類型設定,一般 40-80℃),使電池內部材料緊密貼合,減少虛接或接觸不良,降低內阻。固定電池形態:對于軟包電池,熱壓可幫助電芯保持規整的外形,避免后續工序中因結構變形導致的極耳錯位、隔膜破損等問題;對于硬殼電池,熱壓能輔助殼體與內部電芯的貼合,提升整體結構強度。促進界面接觸:壓力和溫度的協同作用可改善電極材料與電解液的浸潤效果,減少界面阻抗,為后續化成反應創造更均勻的環境。 配備防壓傷紅外傳感器和高溫防護罩,操作時戴耐高溫手套。深圳動力電池化成柜定制
化成柜的溫度控制系統是保障電池化成質量模塊
鉑電阻(PT100/PT1000):精度高(可達 ±0.1℃),線性度好,響應時間快(<100ms),主要安裝在加熱元件表面、電池夾具內部及柜體關鍵區域,監測溫度。
熱電偶(K 型、T 型):測溫范圍廣(-200℃~1300℃),響應速度極快(<50ms),常用于高溫區域(如加熱板邊緣)或快速溫度變化場景。
紅外傳感器:非接觸式測量,可實時監測電池表面溫度分布,避免接觸式傳感器對電池造成物理干擾,尤其適用于軟包電池。
控制器基于傳感器反饋的數據,執行控制算法,調節加熱/冷卻功率,確保溫度穩定在設定值。
PLC(可編程邏輯控制器):工業級控制器,抗干擾能力強,支持多任務并行處理,可同時管理溫度、壓力、充放電等多個子系統。
PID控制算法:常用的控制策略,通過計算“設定值-實際值”的偏差(P)、偏差積分(I)和偏差微分(D),動態調整輸出功率,實現溫度的快速穩定(無超調或微超調)。
觸摸屏/HMI界面:操作人員可通過界面設定目標溫度、升溫速率、保溫時間等參數,并實時監控溫度曲線、報警信息等。 上海動力電池化成柜供應商每層加熱單元單獨控溫,避免溫差。
一、加熱元件類型及特點壓夾具化成柜中常用的加熱元件為發熱板,其優勢包括:柔性結構:材質可貼合不同形狀的夾具表面,確保加熱均勻性。絕緣性與安全性:外層具備良好絕緣性能,避免加熱過程中漏電。升溫效率:電加熱方式響應快,可在短時間內達到設定溫度(通常50-80℃,根據電池類型調整)。壽命穩定性:耐老化性能強,適合長期連續工作場景。
二、加熱元件的分層分布設計加熱元件在化成柜內采用分層分布式布局,具體設計邏輯如下:層間控溫:每層加熱板配備溫控模塊(如PID控制器),可根據電池堆疊高度調整局部溫度,避免上下層溫差過大(理想溫差≤±2℃)。熱傳導路徑優化:加熱板與夾具直接接觸,通過熱傳導上升wendu;部分設計搭配風扇對流,加速柜內空氣循環,輔助溫度均勻化。電池接觸式加熱:針對柱狀或軟包電池,加熱板可嵌入夾具凹槽,實現“零距離”熱傳遞,減少熱損耗。
鋰電池高溫熱壓化成柜在使用過程中,規范操作與安全防護至關重要,以下詳細說明注意事項:
開機前硬件檢查加熱系統:查看加熱板表面是否平整、無異物,熱電偶傳感器是否牢固插入測溫孔,確保溫度傳導準確(誤差需≤±1℃)。
壓力系統:檢查壓力缸、氣管是否漏氣(可通過保壓測試,設定壓力后觀察 30 分鐘,壓力下降需≤5%),壓力傳感器顯示是否歸零,應急泄壓閥是否靈活。電氣連接:檢查電源線、充放電端子是否松動,柜體接地電阻需≤4Ω(避免漏電)。軟件與系統初始化開機后確認 PLC 程序版本,觸摸屏顯示參數(如溫度、壓力上限)是否與工藝要求一致,清理歷史故障記錄。
電池預處理:檢查電池外觀是否有破損、極耳氧化等問題,軟包電池需確保鋁塑膜無褶皺,方形電池需校準厚度(誤差≤±0.1mm)。電池入柜前需預熱至室溫(25±5℃),避免因溫度驟變導致內部電解液分層。安裝與固定將電池均勻放置在加熱板上,軟包電池需使用夾具平整夾緊(壓力分布誤差≤±3%),方形電池需對齊壓力板中心,避免偏壓導致極片錯位。連接充放電端子時,確保正負極對應,端子接觸電阻≤10mΩ(可用萬用表測量),避免接觸不良導致發熱。 適配新型電池:其高溫高壓環境(80-150℃、1-10MPa)可滿足硅碳負極、固態電池等新型材料的特殊工藝需求。
延長熱壓化成柜使用壽命的建議按使用強度制定維護計劃:
三班制設備縮短保養周期(如每 2 個月一次液壓系統檢查),單班制設備可按標準周期維護。關鍵部件優先選用耐用型號:采購時選擇加熱板(不銹鋼材質)、壓力閥(耐磨合金閥芯)、PLC(工業級)等質量部件,雖初期成本較高,但長期來看可減少更換頻率,降低總損耗。建立數據驅動的防護性維護:利用設備數據記錄功能,監測壓力調節響應時間、溫度精度等參數的變化趨勢(如響應時間從 2 秒增至 4 秒),在故障發生前提前更換部件,避免突發停機和連鎖損壞。優化生產排程:減少不必要的型號切換,盡量集中生產同一類型電池;非生產時段(如夜間)關閉部分非必要功能(如加熱系統),降低部件空載損耗。 熱壓化成柜,為聚合物電芯高溫壓力化成而生,集加熱、控溫、施壓、充放電及通訊于一體。浙江熱壓夾具化成柜研發
化成后需檢查電池是否有鼓包、漏液、極耳氧化等問題。深圳動力電池化成柜定制
鋰電池化成柜主要用于電池生產的三大工藝:化成(Formation):通過充放電激發電池正負極材料,在負極表面形成穩定的固態電解質界面膜(SEI膜),是電池獲得電化學性能的關鍵步驟。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充放電,使電池內部化學體系趨于穩定,提升性能一致性。分容(Grading):對電池的容量、電壓、內阻等參數進行測試和分級,篩選出性能匹配的電池,便于后續成組使用(如動力電池組、儲能電池組等)。
(一)系統功能:作為化成柜的 “大腦”,負責協調各模塊工作,執行工藝參數設定(如充放電電流、電壓、溫度閾值等)、流程調度(化成 - 老化 - 分容的順序)及故障診斷。技術要點:采用可編程邏輯器(PLC)或工業計算機(IPC),具備高可靠性和實時性;支持人機交互界面(HMI),方便操作人員設置參數、監控實時數據;可對接工廠 MES 系統,實現生產數據的上傳與追溯 深圳動力電池化成柜定制