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软包电池生产流程

2024-04-08

电芯是一个电池系统的最小单元。多个电芯组成一个模组,再多个模组组成一个电池包,这就是车用动力电池的基本结构。

电芯生产工艺流程包括:

(1)活性材料的制浆——搅拌工序

搅拌就是将活性材料(正极材料磷酸铁锂,负极材料石墨)通过真空搅拌机搅拌成浆状。这是电池生产的第一道工序,该道工序质量控制的好坏,将直接影响电池的质量和成品合格率。而且该道工序工艺流程复杂,对原料配比,混料步骤,搅拌时间等等都有较高的要求。

2)将搅拌好的浆料涂在铜箔上——涂布工序

这道工序就是将上一道工序后已经搅拌好的浆料均匀涂抹到铜箔上下面。

涂布工序最重要的是厚度和重量的一致性

涂布至关重要,需要保证极片厚度和重量一致,否则会影响电池的一致性。涂布还必须确保没有颗粒、杂物、粉尘等混入极片。否则会导致电池放电过快,甚至会出现安全隐患。

(3)将铜箔上负极材料压紧再切分——冷压与预分切

在碾压车间里,通过辊将附着有正负极材料的极片进行碾压,一方面让涂覆的材料更紧密,提升能量密度,保证厚度的一致性,另一方面也会进一步管控粉尘和湿度。

冷压就是将铝箔上的正负极材料压紧压实,这对提升能量密度也很重要

将冷压后的极片根据需要生产电池的尺寸进行分切,并充分管控毛刺(这里的毛刺只能在显微镜下看清楚了)的产生,这样做的目的是避免毛刺扎穿隔膜,产生严重的安全隐患。

(4)切出电池上正负极的小耳朵——极耳模切与分条

极耳切模工序就是用模切机形成电芯用的导电极耳。我们知道电池是分正负极的,极耳就是从电芯中将正负极引出来的金属导电体,通俗的说电池正负两极的耳朵,是在进行充放电时的接触点。

而接下来的分条工序就是通过切刀对电池极片进行分切。

(5)完成电芯的雏形——叠片工序

分切后的极片需要按照负极、隔膜、正极、隔膜、负极、隔膜、正极……正极、隔膜、负极的顺序进行堆叠,这个过程称为叠片,堆叠之后的极片称之为电芯。

(6) 极耳焊接

该工序是制备电芯的第二道工序。通过专用焊接设备,将叠片后的电芯进行极耳焊接。

(7) 封装

该工序是制备电芯的第三道工序。将电芯进行铝塑膜包装。

(8)去除水分和注入电解液——烘焙与注液

水分是电池系统的大敌,电池烘烤工序就是为了使电池内部水份达标,确保电池在整个寿命周期内具有良好的性能。

注液该工序是制备电芯的第四道工序。将电解液从预留的注液口注入封装好的电芯,形成半成品电芯。,就是往电芯内注入电解液。电解液就像电芯身体里流动的血液,能量的交换就是带电离子的交换。这些带电离子从电解液中运输过去,到达另一电极,完成充放电过程。电解液的注入量是关键中的关键,如果电解液注入量过大,会导致电池发热甚至直接失效,如果注入量过小,则又影响电池的循环性。

(9)电芯激活的过程——化成

化成是对注液后的电芯进行激活的过程,通过充放电使电芯内部发生化学反应形成SEI膜(SEI膜:是锂电池首次循环时由于电解液和负极材料在固液相间层面上发生反应,所以会形成一层钝化膜,就像给电芯镀了一层面膜。),保证后续电芯在充放电循环过程中的安全、可靠和长循环寿命。将电芯的性能激活,还要经过X-ray监测、绝缘监测、焊接监测,容量测试等一系列“体检过程”。

化成工序当中还包括,对电芯“激活”后第二次灌注电解液、称重、注液口焊接、气密性检测;自放电测试高温老化及静置保证了产品性能。

(10)分容

电池在制造过程中,因工艺原因使电池的实际容量不可能完全一致,通过一定的充放电检测,将电池按容量分类的过程称为分容。


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