高溫夾具化成柜是一種用于鋰離子電池生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備,主要用于電池的化成(Formation)和老化測(cè)試,尤其適用于大型方形電池(如動(dòng)力電池、儲(chǔ)能電池)或電池模塊。其主功能是在高溫環(huán)境下對(duì)電池進(jìn)行充放電,以優(yōu)化電池性能、提高一致性并激發(fā)電極材料。
高溫化成是鋰離子電池生產(chǎn)中的工藝,主要作用包括:促進(jìn)SEI膜形成:高溫加速電解液分解,生成更穩(wěn)定的固體電解質(zhì)界面(SEI)膜,減少循環(huán)衰減。提高一致性:通過高溫均一性處理,減少電池間的容量/電壓差異??s短化成時(shí)間:高溫環(huán)境下,鋰離子遷移速率加快,可減少傳統(tǒng)化成所需時(shí)間(如從24小時(shí)縮短至8小時(shí))。 定期對(duì)高溫壓力化成柜進(jìn)行清潔與維護(hù)是保護(hù)設(shè)備性能、延長(zhǎng)使用壽命及確保生產(chǎn)安全的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。龍崗臥式高溫壓力化成柜生產(chǎn)廠家
高溫夾具化成柜使用注意事項(xiàng)
參數(shù)設(shè)置:參數(shù)設(shè)置是高溫夾具化成柜使用的關(guān)鍵環(huán)節(jié),直接決定化成效果與電池質(zhì)量。需根據(jù)電池的類型、材料體系及生產(chǎn)工藝要求,精確設(shè)定溫度、壓力、充放電電流、電壓等參數(shù)。不同的電池體系,如三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池,其適宜的化成溫度和充放電曲線存在差異,若參數(shù)設(shè)置不當(dāng),可能導(dǎo)致電池過充、過放,影響電池性能和壽命,甚至引發(fā)安全隱患。此外,還需注意各參數(shù)之間的協(xié)同關(guān)系,避免因參數(shù)影響化成效果。運(yùn)行監(jiān)控:設(shè)備運(yùn)行過程中,必須實(shí)時(shí)監(jiān)控各項(xiàng)參數(shù)和設(shè)備狀態(tài)。通過監(jiān)控系統(tǒng)密切關(guān)注溫度、壓力、電流、電壓等數(shù)據(jù)的變化,確保其在設(shè)定范圍內(nèi)波動(dòng)。若發(fā)現(xiàn)參數(shù)異常,如溫度突然升高、壓力不穩(wěn)定等,需立即分析原因并采取相應(yīng)措施。同時(shí),觀察電池在化成過程中的外觀變化,如是否出現(xiàn)鼓包、漏液等情況,一旦發(fā)現(xiàn)異常,應(yīng)及時(shí)停機(jī)檢查,防止問題擴(kuò)大。此外,還需定期記錄運(yùn)行數(shù)據(jù),為后續(xù)工藝優(yōu)化和設(shè)備維護(hù)提供依據(jù)。
。 鋰電池化成柜檢測(cè)夾具施加均勻壓力(通常為 0.1~0.5MPa,依電池尺寸和工藝而定)。
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(diǎn)多參數(shù)精細(xì)調(diào)控:設(shè)備需同時(shí)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(dòng)態(tài)適配,例如軟包電池對(duì)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(dòng)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(jī)交互界面,可預(yù)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(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),異常時(shí)自動(dòng)報(bào)警或停機(jī),確保批量生產(chǎn)的一致性。
兼容性強(qiáng):可適配不同形態(tài)的電池(軟包、硬殼、圓柱),以及不同應(yīng)用場(chǎng)景的電池(動(dòng)力電池、儲(chǔ)能電池、消費(fèi)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。
化成柜的溫度控制系統(tǒng)是保障電池化成質(zhì)量模塊
鉑電阻(PT100/PT1000):精度高(可達(dá) ±0.1℃),線性度好,響應(yīng)時(shí)間快(<100ms),主要安裝在加熱元件表面、電池夾具內(nèi)部及柜體關(guān)鍵區(qū)域,監(jiān)測(cè)溫度。
熱電偶(K 型、T 型):測(cè)溫范圍廣(-200℃~1300℃),響應(yīng)速度極快(<50ms),常用于高溫區(qū)域(如加熱板邊緣)或快速溫度變化場(chǎng)景。
紅外傳感器:非接觸式測(cè)量,可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電池表面溫度分布,避免接觸式傳感器對(duì)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(shù)據(jù),執(zhí)行控制算法,調(diào)節(jié)加熱/冷卻功率,確保溫度穩(wěn)定在設(shè)定值。
PLC(可編程邏輯控制器):工業(yè)級(jí)控制器,抗干擾能力強(qiáng),支持多任務(wù)并行處理,可同時(shí)管理溫度、壓力、充放電等多個(gè)子系統(tǒng)。
PID控制算法:常用的控制策略,通過計(jì)算“設(shè)定值-實(shí)際值”的偏差(P)、偏差積分(I)和偏差微分(D),動(dòng)態(tài)調(diào)整輸出功率,實(shí)現(xiàn)溫度的快速穩(wěn)定(無超調(diào)或微超調(diào))。
觸摸屏/HMI界面:操作人員可通過界面設(shè)定目標(biāo)溫度、升溫速率、保溫時(shí)間等參數(shù),并實(shí)時(shí)監(jiān)控溫度曲線、報(bào)警信息等。 鋰電池化成柜的技術(shù)迭代直接關(guān)聯(lián)電池性能。
熱壓化成柜的臥式款和扁圓款主要應(yīng)用于鋰離子電池(方形、軟包、圓柱)生產(chǎn)中的熱壓成型與化成工藝。具體如下:動(dòng)力鋰電池:新能源汽車用電池對(duì)安全性、循環(huán)壽命要求極高,熱壓化成柜通過精確溫度和壓力,優(yōu)化電池內(nèi)部SEI膜的形成,降低內(nèi)阻,從而提升電池的循環(huán)壽命和安全性,直接影響車輛的續(xù)航里程。儲(chǔ)能鋰電池:大容量?jī)?chǔ)能電池需長(zhǎng)期進(jìn)行充放電循環(huán),熱壓化成柜的壓力管控功能可減少電池在使用過程中的膨脹現(xiàn)象,延長(zhǎng)循環(huán)次數(shù),確保儲(chǔ)能系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。消費(fèi)電子電池:如智能手機(jī)、筆記本電腦等電子產(chǎn)品的電池,對(duì)體積能量密度較為敏感。熱壓化成柜通過熱壓成型工藝,減少極片孔隙率,優(yōu)化電池內(nèi)部空間利用率,進(jìn)而提升電池的能量密度,滿足消費(fèi)電子產(chǎn)品對(duì)輕薄化和長(zhǎng)續(xù)航的需求。
熱壓化成柜溫度均勻性達(dá) ±2℃以內(nèi),壓力精度 ±0.1MPa,完美契合鋰電池等生產(chǎn)需求。廣東動(dòng)力電池化成柜
熱壓系統(tǒng)的精度依賴機(jī)械部件和傳感器的穩(wěn)定性,需制定定期維護(hù)。龍崗臥式高溫壓力化成柜生產(chǎn)廠家
熱壓化成柜是鋰電池生產(chǎn)中集熱壓成型與化成工藝于一體的設(shè)備
2.完成電池化成,電化學(xué)性能初次充放電:化成是電池的 “初次充電” 過程,通過熱壓化成柜的充放電系統(tǒng)(精確管控電流、電壓、時(shí)間),使電池內(nèi)部發(fā)生化學(xué)反應(yīng)(如鋰離子嵌入電極材料),形成穩(wěn)定的固體電解質(zhì)界面膜(SEI 膜)。SEI 膜是保護(hù)電池循環(huán)壽命、安全性的關(guān)鍵結(jié)構(gòu),熱壓環(huán)境可促進(jìn) SEI 膜均勻生成,減少枝晶生長(zhǎng)的可能。參數(shù)調(diào)控:設(shè)備能根據(jù)不同電池類型(如三元鋰電池、磷酸鐵鋰電池)或工藝需求,動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)充放電參數(shù)(如恒流、恒壓階段的切換),同時(shí)結(jié)合溫度、壓力的協(xié)同管控,確?;煞磻?yīng)充分且穩(wěn)定,避免局部過充、過熱導(dǎo)致的性能衰減。
3. 提升電池一致性,確保批量生產(chǎn)質(zhì)量多工位同步:熱壓化成柜通常具備多個(gè)單獨(dú)工位,每個(gè)工位的溫度、壓力、充放電參數(shù)可統(tǒng)一調(diào)控,確保同一批次電池在相同條件下完成處理,減少個(gè)體差異。實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與反饋:設(shè)備集成的傳感器(壓力、溫度、電壓、電流等)可實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù),若某一參數(shù)偏離設(shè)定值,系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)調(diào)整(如補(bǔ)壓、調(diào)溫、斷電保護(hù)),避免不合格電池流入后續(xù)工序。 龍崗臥式高溫壓力化成柜生產(chǎn)廠家