夾具化成柜的結構設計圍繞 “精細控溫、穩(wěn)定施壓、適配多樣” 三大目標,各組件分工明確:
柜體:工藝環(huán)境的 “穩(wěn)定容器”材質(zhì)選擇:金屬材質(zhì)(如不銹鋼)不僅保證結構強度,還能通過密封設計減少熱量流失、隔絕外部粉塵 / 濕氣,避免影響電池化學性能。保溫性能:高溫是熱壓和化成的基礎條件(部分工藝需 80-120℃),柜體的保溫設計可降低能耗,同時維持內(nèi)部溫度均勻性(避免局部溫差導致電池性能差異)。
夾具系統(tǒng):電池的 “位置與施壓”結構細節(jié):放置板(正極夾具)與壓板(負極夾具)對應設計,確保電池正負極精細對位,避免短路或接觸不良;傳動結構(電機 + 轉(zhuǎn)軸 + 凸輪)通過機械傳動實現(xiàn)壓板升降,相比液壓傳動更易管控壓力精度(適合小尺寸、薄型電池,如軟包電池)。
作用:夾持固定:防止電池在加熱 / 化成過程中移位,保證電極對齊;壓力調(diào)節(jié):通過掌控壓板行程調(diào)整壓力(如 0.1-1MPa),適配不同厚度的電池(如手機電池 vs 儲能電池);兼容多樣性:無需更換夾具,通過參數(shù)調(diào)整即可適配不同規(guī)格,提升生產(chǎn)靈活性。 鋰離子電池生產(chǎn):用于方形、軟包、圓柱等不同類型鋰離子電池的熱壓成型與化成工藝。湖北電池分容化成柜生產(chǎn)廠家
鋰電池熱壓化成柜一般可分為軟包電芯高溫壓力化成設備和方形電芯負壓化成設備。前者通過加熱鋁板夾緊電芯進行化成,適用于軟包鋰離子電池;后者采用負壓力差原理,使電解液與正極活性物質(zhì)充分接觸,實現(xiàn)方形電池的化成,有封閉式和開架式等不同款式。
鋰電池熱壓化成柜工作原理:通過內(nèi)部加熱系統(tǒng)提供高溫環(huán)境,有助于電池內(nèi)部材料均勻分布和化學反應充分進行。同時,利用壓力伺服系統(tǒng)施加壓力,使電池內(nèi)部電極與電解液充分接觸,在外部壓力下,讓電池內(nèi)部貼合更緊實,形成厚度更均勻的鈍化膜(SEI 膜),從而提升電池性能。
結構組成:通常包含加熱系統(tǒng),由觸摸屏和 PLC 集成智能,可精確溫度;壓力系統(tǒng),由高精度壓力傳感器和壓力調(diào)節(jié)裝置等組成,能實時監(jiān)測和調(diào)整壓力,部分還配備應急泄壓裝置;此外,還設有充放電模塊、數(shù)據(jù)采集與分析模塊等,以實現(xiàn)對電池的化成處理和參數(shù)監(jiān)測。 湖南鋰電池熱壓化成柜研發(fā)斷電后保持柜內(nèi)干燥(可放置干燥劑),避免潮濕導致電氣元件腐蝕。
技術優(yōu)勢奠定市場基礎:
1.性能提升明顯,熱壓化成柜通過精確控制溫度(±0.5℃)和壓力(±1kPa),可優(yōu)化電池內(nèi)部SEI膜形成,提升能量密度(石墨負極壓實密度可達1.7g/cm3以上)和循環(huán)壽命410。例如,相比傳統(tǒng)化成設備,熱壓化成柜可縮短化成時間30%-50%,同時將電池性能離散性降低30%以上12。此外,其集成熱壓與化成功能,節(jié)省設備投入30%以上,并通過余熱回收降低能耗20%
2.適配新型電池,技術隨著硅碳負極、固態(tài)電池等新型材料的普及,熱壓化成柜的高溫高壓環(huán)境(80-150℃、1-10MPa)可滿足特殊工藝需求。例如,固態(tài)電池需高溫高壓促進電解質(zhì)與電極的界面結合,而熱壓化成柜已具備相關技術儲備。
3.智能化與自動化升級AIoT技術與熱壓化成柜的融合推動設備向無人化、精確化發(fā)展。例如,機器學習算法可自動調(diào)整化成參數(shù),實現(xiàn)充放電控制的智能化;機器人協(xié)作系統(tǒng)則提升上下料效率,降低人工成本17。
熱壓化成柜的結構組成: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,放置板上設有多個正極夾具,壓板上對應安裝有負極夾具,可實現(xiàn)對不同規(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,實時監(jiān)測和調(diào)整壓力,并且通常配備應急泄壓裝置。電源系統(tǒng):為化成過程提供穩(wěn)定的電力供應,可精確掌控充放電參數(shù)??刂葡到y(tǒng):通常采用 PLC 或計算機控制系統(tǒng),實現(xiàn)對溫度、壓力、充放電等參數(shù)的設置、監(jiān)測和調(diào)整。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng):實時監(jiān)測并記錄電池化成過程中的電壓、電流、容量等參數(shù),方便用戶分析和評估電池性能。每月校準壓力傳感器和溫度傳感器(誤差分別≤±0.005MPa、±1℃),定期檢查加熱元件絕緣性。
高溫熱壓化成功能
一、技術升級方向:采用多區(qū)控溫技術,控溫精度可達 ±1℃ 。通過將加熱區(qū)域細分,可根據(jù)不同電芯的需求或柜內(nèi)不同位置的溫度反饋,控制各區(qū)域溫度,從而極大提升溫度均勻性,保證電芯在更精確、穩(wěn)定的溫度環(huán)境下進行化成反應,避免因局部溫度偏差影響電芯性能。
二、控制系統(tǒng)作用:集成PLC(可編程邏輯控制器)或工業(yè)計算機,對溫度、壓力、時間等關鍵參數(shù)進行閉環(huán)控制。通過實時監(jiān)測和反饋,自動調(diào)節(jié)加熱系統(tǒng)、壓力系統(tǒng)等組件的運行狀態(tài),確保整個化成過程按照預設的工藝參數(shù)穩(wěn)定進行,保障電芯化成的一致性和穩(wěn)定性。技術升級方向:引入AI算法,能夠自動優(yōu)化工藝參數(shù)。AI算法可以對大量歷史生產(chǎn)數(shù)據(jù)進行分析學習,結合電芯的類型、材料、尺寸等信息,自動尋找比較好的溫度、壓力、時間曲線,無需人工反復調(diào)試,不僅提高了生產(chǎn)效率,還能進一步提升電芯的性能和良品率。 高溫夾具化成柜其采用精確溫控系統(tǒng),對提升電池極端溫度測試穩(wěn)定性具有重要作用。江蘇動力電池化成柜廠家
相比傳統(tǒng)的化成設備,可節(jié)省 30%-50% 的化成時間。湖北電池分容化成柜生產(chǎn)廠家
熱壓化成柜能帶來多方面的效益以下幾點:
1.提高生產(chǎn)效率、縮短化成時間:相比傳統(tǒng)的化成設備,熱壓化成柜可節(jié)省 30%-50% 的化成時間。例如通過脈沖電流或階梯式加壓縮短化成時間,能將傳統(tǒng) 24 小時的化成時間縮短至 8 小時,有效提高了生產(chǎn)效率,多通道同時作業(yè):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,大幅提高生產(chǎn)效率。并且可實現(xiàn) 24 小時不間斷運行,進一步增加了產(chǎn)能。自動化運行:高度自動化,具備自動充放電切換、自動電流設置和掉電保護等功能,減少了人工操作的時間損耗和誤差,降低了人工成本,同時提高了生產(chǎn)過程的穩(wěn)定性和可靠性。
2.提升產(chǎn)品質(zhì)量1優(yōu)化電池性能:通過優(yōu)化溫度、壓力、充放電控制等參數(shù),能夠促進 SEI 膜的形成,提高電池的能量密度、循環(huán)壽命以及充放電性能等關鍵指標。例如,熱壓減少極片孔隙,使化成形成的 SEI 膜更均勻,有助于延長電池循環(huán)壽命;高壓實密度增加了活性物質(zhì)占比,提高了電池的能量密度。增強電池一致性:精確控制各項參數(shù),使電池在化成過程中受到的環(huán)境條件和處理過程更加一致,從而提高電池組的一致性,降低電池組內(nèi)各電池之間的性能差異,有利于提高電池模組和電池的整體性能和穩(wěn)定性。 湖北電池分容化成柜生產(chǎn)廠家