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。
與化成柜設備為一體,夾具平行分布,由多層加熱加壓板和多個通道組成,可用于放置和固定電芯。廣東化成柜校準
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。 廣東鋰電池熱壓夾具化成柜價格集成0-5MPa壓力伺服系統的熱壓化成柜。
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。
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。 熱壓化成柜通過溫度-壓力協同,解決了傳統化成中的一致性差、效率低等問題。
兩款型號的共性工藝功能:熱壓成型與化成的協同實現無論臥式款還是扁圓款,功能均是通過“熱壓+化成”的協同工藝,提升鋰離子電池性能,具體體現在:
熱壓成型:奠定電池結構基礎作用:通過“溫度+壓力”將疊片/卷繞后的電芯壓實,確保極片、隔膜、集流體貼合緊密,降低界面電阻;同時固定電芯厚度,保證后續封裝、組裝的尺寸一致性。關鍵參數:根據電池類型調整——軟包電池壓力0.1-1MPa、溫度30-70℃;方形電池壓力0.5-3MPa、溫度40-80℃;圓柱電池壓力0.3-2MPa、溫度50-90℃。
化成工藝:電池性能并同步穩定結構作用:在熱壓狀態下完成***充放電(化成),通過電流、電壓控制使鋰離子嵌入/脫出電極,形成穩定SEI膜(固體電解質界面膜,決定電池循環壽命);同時熱壓的持續壓力可抑制SEI膜生成時的局部膨脹,避免界面開裂。協同優勢:傳統工藝中“熱壓”與“化成”是分開的,而兩款設備均實現“熱壓-化成”一體化——熱壓為化成提供穩定的物理結構,化成在壓力下完成性能,終提升電池能量密度(約5-10%)和循環壽命(約10-20%)。 對電池進行充放電,激發材料并形成穩定的 SEI 膜,提升電池的循環壽命和安全性。湖北鋰電池熱壓夾具化成柜
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)。廣東化成柜校準
熱壓huc設備功能特點
1、精確壓力控制:集成壓力伺服系統,可實現 0-5MPa 精確調壓,能適配不同封裝工藝的方形電池。比如,對于一些封裝較為緊密的電池,可通過精確調壓,在不損壞電池封裝的前提下,達到理想的負壓環境,保證化成效果。
2、多通道控制: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。例如,在同一生產線上,可能同時存在不同規格的方形電池需要化成,熱壓化成柜的多通道控制功能可滿足這一需求,提高生產效率。
3、自動化程度高:能夠自動進行充放電切換、電流設置等操作,降低了人工干預的風險,提高了生產效率。同時,自動化操作還能夠確保化成過程的穩定性和一致性。以自動充放電切換為例,設備可根據預設的參數,在電池達到特定的電壓或容量狀態時,準確無誤地進行充放電模式的切換,避免了人工操作可能出現的失誤和時間延遲。
對電池性能的提升:形成鈍化膜:有助于在電極(主要是負極)上形成有效的鈍化膜,即 SEI 膜。對于電池的穩定性起著關鍵作用。提高電池的循環壽命和安全性。降低電池組內各電池之間的性能差異。 廣東化成柜校準