熱壓化成柜的結(jié)構(gòu)組成:柜體:通常采用金屬材質(zhì),具有良好的密封性和保溫性能,以維持內(nèi)部的高溫環(huán)境。夾具系統(tǒng):包括放置板和壓板,放置板上設(shè)有多個(gè)正極夾具,壓板上對(duì)應(yīng)安裝有負(fù)極夾具,可實(shí)現(xiàn)對(duì)不同規(guī)格電池的夾持固定。加熱系統(tǒng):一般采用加熱絲、加熱管等加熱元件,配合溫度控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)精確的溫度控制。壓力控制系統(tǒng):由高精度的壓力傳感器和壓力調(diào)節(jié)裝置等組成,實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和調(diào)整壓力,并且通常配備應(yīng)急泄壓裝置。電源系統(tǒng):為化成過程提供穩(wěn)定的電力供應(yīng),可精確掌控充放電參數(shù)。控制系統(tǒng):通常采用 PLC 或計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度、壓力、充放電等參數(shù)的設(shè)置、監(jiān)測(cè)和調(diào)整。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng):實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并記錄電池化成過程中的電壓、電流、容量等參數(shù),方便用戶分析和評(píng)估電池性能。確認(rèn)設(shè)備外殼接地可靠(接地電阻≤4Ω),電纜線無破損、裸露,插頭插座接觸良好。浙江鋰電池?zé)釅簥A具化成柜控制系統(tǒng)
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:大容量儲(chǔ)能電池需長期進(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)輕薄化和長續(xù)航的需求。
湖北鋰電池?zé)釅夯晒駜r(jià)格通過溫壓協(xié)同、精確掌控,提升電池性能(容量、循環(huán)壽命)和一致性。
真空化成柜與常規(guī)化成柜在電池處理層面存在差異
1. 真空化成柜環(huán)境:在真空(低氣壓)條件下進(jìn)行化成作業(yè),內(nèi)部氣壓通常低于 100Pa(甚至可達(dá) 10?3Pa 以下)。工作原理:通過真空泵抽出柜體內(nèi)部空氣,形成負(fù)壓環(huán)境,減少氣體分子對(duì)電池的干擾(如氧氣、水蒸氣等)。真空環(huán)境可加速電池內(nèi)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(chǎn)生的氣體積聚,避免電池膨脹或內(nèi)部短路風(fēng)險(xiǎn)。
2. 常規(guī)化成柜環(huán)境:在常壓(大氣壓)下進(jìn)行化成,無需控制氣壓,只調(diào)控溫度、電流等參數(shù)。工作原理:通過加熱系統(tǒng)和壓力控制系統(tǒng)(部分型號(hào))提供恒溫或恒壓環(huán)境,依賴常規(guī)氣壓下的化學(xué)反應(yīng)完成電極活化。適用于對(duì)氣壓不敏感的電池類型,或?qū)Τ杀尽⒐に噺?fù)雜度要求較低的場(chǎng)景。
設(shè)備結(jié)構(gòu)與能耗差異
真空化成柜:結(jié)構(gòu)復(fù)雜,需配備真空泵、真空傳感器、密封腔體等,設(shè)備體積較大。能耗較高(真空泵持續(xù)運(yùn)行),且抽真空過程需額外時(shí)間(約 30 分鐘 - 2 小時(shí)),影響生產(chǎn)效率。
常規(guī)化成柜:結(jié)構(gòu)簡單,以加熱系統(tǒng)和壓力系統(tǒng)為主,體積小、能耗低,適合連續(xù)化生產(chǎn)。
熱壓化成柜設(shè)備工作流程中的物理過程:
壓化成柜通過分段式充放電(如 0.1C 恒流充電至 3.6V,恒壓至 0.05C),促使電解液在負(fù)極表面還原生成穩(wěn)定的 SEI 膜。溫度控制可優(yōu)化 SEI 膜的成分(如 LiF、Li2CO3 等)和結(jié)構(gòu)(致密性、厚度均勻性),提升膜的離子透過率和化學(xué)穩(wěn)定性,減少電解液持續(xù)分解導(dǎo)致的容量損失?;钚晕镔|(zhì)激發(fā):溫度升高(如 50℃)可加速鋰離子在電極材料中的擴(kuò)散速率(擴(kuò)散系數(shù)提升 2~5 倍),促進(jìn)正極(如 LiCoO2、NCM)與負(fù)極(石墨)的可逆嵌脫鋰反應(yīng),提高電池充放電效率(庫倫效率從 85% 提升至 95% 以上)。氣體排出與結(jié)構(gòu)穩(wěn)定:化成過程中產(chǎn)生的微量氣體(如 CO2、H2)可在壓力作用下通過電池排氣通道排出,避免氣脹導(dǎo)致的極片變形,同時(shí)壓力維持電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)緊湊,減少循環(huán)過程中的體積膨脹(膨脹率降低 15%~20%)。 據(jù)不同電池生產(chǎn)企業(yè)的獨(dú)特生產(chǎn)工藝和技術(shù)要求,可定制化設(shè)計(jì)化成柜的工藝流程和參數(shù)。
夾具化成柜的工藝設(shè)計(jì)
熱壓階段(物理成型):先升溫至60℃(不同電池類型可調(diào)整,如軟包電池常用50-80℃)——此時(shí)電極材料(如極片的粘結(jié)劑)和封裝膜(如鋁塑膜)會(huì)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(shí)活性物質(zhì)(減少孔隙率),避免“冷態(tài)施壓”導(dǎo)致的材料脆化或封裝膜破損?;呻A段(化學(xué)穩(wěn)定):保溫保壓狀態(tài)下(溫度不變、壓力持續(xù))進(jìn)行化成——SEI膜的形成需要穩(wěn)定的反應(yīng)環(huán)境:溫度穩(wěn)定可避免膜生長速度忽快忽慢(防止膜結(jié)構(gòu)疏松),壓力穩(wěn)定能確保電解液持續(xù)浸潤極片(避免局部缺液導(dǎo)致的膜不完整)。呈現(xiàn)效果:電池厚度一致性提升(偏差≤0.1mm),SEI膜穩(wěn)定性提升(循環(huán)500次后內(nèi)阻增幅≤10%)。 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。深圳高溫夾具化成柜廠家
通過加熱和加壓使電池極片與隔膜緊密結(jié)合,確保電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)均勻,提升能量密度和性能。浙江鋰電池?zé)釅簥A具化成柜控制系統(tǒng)
鋰電池化成柜是功能與工作原理
1、主要的功能化成工藝對(duì)注液后的鋰電池進(jìn)充電,在負(fù)極表面形成穩(wěn)定的SEI膜(固體電解質(zhì)界面),減少后續(xù)循環(huán)中的電解液分解,提升電池壽命。通過多階段恒流(CC)、恒壓(CV)充電,精確調(diào)控SEI膜的生長質(zhì)量。充放電支持多通道控制(如32通道/柜),每通道可單獨(dú)設(shè)置電流、電壓、截止條件。具備自動(dòng)切換充放電模式,部分設(shè)備支持脈沖化成以優(yōu)化電極結(jié)構(gòu)。安全與監(jiān)測(cè)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電壓、電流、溫度等參數(shù),異常時(shí)觸發(fā)報(bào)警或斷電。掉電保護(hù):數(shù)據(jù)自動(dòng)保存,恢復(fù)供電后可繼續(xù)作業(yè)。功能溫度調(diào)控:集成加熱/冷卻系統(tǒng)(如液冷模塊),維持電池在25±2℃比較好的化成溫度。均衡充電:對(duì)電池組內(nèi)單體電壓差異進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整,提升一致性
2.工作原理硬件架構(gòu)上位機(jī)(工控機(jī)):運(yùn)行化成配方管理軟件,下發(fā)指令至下位機(jī)。下位機(jī)(PLC/單片機(jī)):執(zhí)行實(shí)時(shí)管控,采集數(shù)據(jù)并反饋。高精度電源模塊:提供μA級(jí)電流分辨率,電壓誤差≤±0.05%。傳感器網(wǎng)絡(luò):監(jiān)測(cè)電池內(nèi)阻、溫度等,部分設(shè)備配備氣體傳感器(監(jiān)測(cè)電解液揮發(fā))。軟件系統(tǒng)支持MES系統(tǒng)對(duì)接,實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)追溯??删幊袒汕€(如先0.02C小電流活化,后階梯式提升至1C)。 浙江鋰電池?zé)釅簥A具化成柜控制系統(tǒng)