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硅胶压延机
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锂电池制造工艺流程图及核心设备

发布时间:2022-02-16 16:50:17     点击次数:981次

    应广大客户需求,首先通过一图带大家清晰地了解整个锂电池工艺流程。锂电池工艺流程图

  第一步将原材料配方加工成极片,通过涂层工艺来完成,第二步将极片加工成未激活的电池;第三步工艺是检测和包装,核心工艺是化学和分离。

  今天主要带大家了解一下锂电池制造工艺的前段工序和设备。

  前段:用正负极活性物质涂覆极片

  1、前段工序

  前期工艺主要包括浆料搅拌、正负极涂料、辊压、分切、极片制作和模切。

  搅拌:首先使用锂电池真空搅拌机,在特殊溶剂和粘合剂的作用下,将粉末状正负极活性物质混合,高速搅拌均匀后,制成无气泡的浆状正负极物质。

  涂层:将制成的浆料用锂电池涂布机均匀涂在金属箔表面,干燥,分别制成正负极片。

  辊压:压延机通过上下辊相向运行产生的压力挤压极片的涂层表面。极片受到高压的影响,从原来的蓬松状态变为致密状态。辊压对能量密度的明显关键。

  切割:根据不同的电池型号,将辊压好的电极带切割成装配电池所需的长度和宽度,切割时不出现毛刺。

  2、涂布机

  涂层的主要目的是在正负极表面均匀涂覆稳定性好、粘度好、流动性好的浆料。锂电池的重要性主要体现在三个方面:一致性、循环寿命和安全性。在涂层过程中,如果极片前、中、后三段正负浆涂层厚度不一致,或极片前后参数不一致,容易导致电池容量过低或过高,在电池循环过程中可能形成析锂,影响电池寿命。在涂层过程中,应严格确保无颗粒、杂物和灰尘混合到极片中。如果混合杂物,会导致电池内部微短路,严重时会导致电池火灾和爆炸。因此,为了使中间卷绕过程尽可能均匀、紧密,正负极的涂层误差尽可能小,涂层机的先进程度将直接影响电池的化学性能和最终产品的产量(电池制造商通常需要99%以上)。

  涂布机是前期工艺的核心设备。涂布机经历了刮刀、转移、狭缝挤压三种结构进化。刮刀主要用于实验室条件;转移涂层主要用于3C电池生产;狭缝挤压涂料主要用于动力电池。近年来,由于动力电池生产需求的爆发,这种类型迅速增加。挤压涂料技术作为三种最先进的技术之一,可用于高粘度流体涂料,获得高精度涂料。从涂布机的结构分离来看,涂布头的设计对涂布精度有着极其重要的影响。

  涂布机设备的技术先进程度主要包括涂层技术、张力技术、纠偏技术、干燥技术四个方面。涂层技术需要满足不同厚度的生产要求,现在正极锂铝箔的厚度已经薄到6-负极锂铜箔厚度为8微米至4.5-6微米,隔膜涂层只有几微米,石墨烯涂层甚至更薄,不同的厚度也需要为客户开发不同的涂层方法,以确保浆料的涂层厚度精度控制在2微米以下。张力技术,由于张力不均匀,导致涂层质量不一致,张力不均匀状态,导致涂层质量不一致,因此需要确保各段在片路运行过程中有良好的张力控制。纠偏技术,由于涂层设备的长度大多是几十米,在片路运行过程中会出现位置偏差,为了确保铜膜铝膜和非常薄的隔膜能够在片路上顺利有效地运行,实现精密涂层,需要选择不同的驱动形式来配合响应控制系统来纠正偏差。干燥技术,涂层生产的速度瓶颈在于干燥,最直接的方法是延长风箱,但会带来成本和占地面积,加强后需要加强纠正和张力控制,进一步提高干燥效率控制,温度场的控制,尽量降低风箱长度。

  涂层效率是领先企业进一步竞争技术实力的重要标准。目前,在保证上述技术的前提下,领先的涂布机设备专注于提高涂布效率。主要手段包括提高涂布机的运行速度和涂布宽度。苏州东福来涂布机通过改善多种加热方式,大大提高了运行速度和涂布效率。

  3、辊压机

  辊压的意义在于压实极片,提高电池的能量密度。在上一道工序的涂层和干燥后,活性材料和箔的剥离强度非常低。此时,需要辊压,以增强活性材料与箔的粘接强度,防止在电解质浸泡和电池使用过程中剥离。适当的压实密度可以增加电池的放电容量,减少内阻,减少极化损失,延长电池的循环寿命,提高锂离子电池的利用率。极辊压力一般由双辊压力机完成,由两个铸钢压力辊、电机和传动轴组成。打开辊压模式后,电机驱动上下辊同时旋转,卷机构拉极片稳定穿过辊压间隙,最终压到所需的压实密度。

  辊压过程对电池性能影响很大。辊压过程中会出现几个典型问题:①极片的厚度不一致。不一致的厚度意味着活物质的密度不一致,锂离子和电子在极片中的传输和传输速率也会有所不同。当电流密度不同时,很容易导致锂晶体沉淀,不利于电池性能。此外,当极片厚度不同时,活性物质与集流体之间的接触电阻也不同。极片越厚,内阻越大,电池极化越严重,影响电池容量。②极片部分过压。由于涂层时部分位置厚度过厚,辊压后可能出现过压。过压位置的活物质颗粒破碎,活物质颗粒接触紧密。在电池充放电过程中,电子导电性增强,但离子移动通道减少或堵塞,不利于容量发挥,放电过程中极化增加,电压降低,容量降低。同时,过压会影响电解质的渗透效果,对电池的性能也有很大的影响。

  从工艺流程来看,辊压质量也会直接影响后续极片的性能。测量辊压机技术的先进程度,主要取决于表面密度和压实密度。推荐苏州东福来辊压设备,它能够很好保证产品性能稳定。

  4、分切机

  分切机的功能是将辊压后的极片切割到所需的宽度,这是绕组的前一个关键过程。低端分切机机械精度低,张力控制简单,不能适应超薄膜材料的分切。随着用户对分切效率和质量要求的提高,高端分切机逐渐具有波边分切功能,具有良好的张力控制技术,优化分切速度和质量。     

      下篇将带大家了解锂电池制造工艺的中后段工序和设备。

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