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%)。 集成真空密封檢測,確?;蛇^程無泄漏,良品率提高至99.2%。深圳動力電池化成柜控制系統(tǒng)
在鋰電池?zé)釅夯晒裰?,合理的壓力梯度設(shè)置可以使電池從邊緣到中心部位均勻受壓。通過預(yù)先設(shè)定壓板不同區(qū)域的壓力參數(shù),或者采用特殊設(shè)計(jì)的彈性壓板,能夠確保壓力在電池表面的均勻分布,避免因局部壓力過大或過小導(dǎo)致電池極片變形不一致,進(jìn)而影響電池的整體性能和一致性 。
鋰電池?zé)釅夯晒駮喊鍎澐譃槎鄠€的壓力區(qū)域。每個區(qū)域都配備的壓力傳感器和調(diào)節(jié)裝置,操作人員可根據(jù)電池的尺寸、形狀和工藝要求,通過系統(tǒng)分別設(shè)定每個區(qū)域的壓力值。這種方式能夠模擬電池不同部位所需的壓力,比如對于方形電池,可適當(dāng)增大四角區(qū)域的壓力,確保邊角處的極片也能得到充分壓實(shí),避免因邊緣壓力不足導(dǎo)致的電池膨脹問題 。 深圳軟包裝鋰電池?zé)釅簥A具化成柜按需定制熱壓化成柜通過高溫高壓,讓電池極片與隔膜緊密貼合,消除內(nèi)部空隙,增強(qiáng)電池品質(zhì)。
熱壓夾具化成柜是一種用于鋰電池制造的關(guān)鍵設(shè)備,主要通過溫度控制、壓力施加和充放電控制三大原理協(xié)同作用,完成電池的化成工藝(激發(fā)電池內(nèi)部化學(xué)體系的關(guān)鍵步驟)。
1..溫度控制作用:溫度直接影響鋰電池電解液的浸潤性、SEI膜(固體電解質(zhì)界面膜)的形成質(zhì)量以及電極反應(yīng)的速率。實(shí)現(xiàn)方式:加熱系統(tǒng):采用電熱板、熱風(fēng)循環(huán)或液體加熱等方式,將電池溫度維持在45~60℃(具體依電池類型調(diào)整),促進(jìn)鋰離子遷移和均勻SEI膜生成。
2.壓力施加作用:壓力確保電池極片與隔膜緊密接觸,減少界面阻抗,同時抑制充電過程中的極片膨脹,提升電池能量密度和循環(huán)壽命。實(shí)現(xiàn)方式:機(jī)械/液壓夾具:施加0.5~10MPa的均勻壓力(軟包電池需低壓,疊片式電池需更高壓力)。壓力反饋系統(tǒng):通過壓力傳感器和伺服電機(jī)動態(tài)調(diào)整壓力,適應(yīng)電池厚度變化(如化成時產(chǎn)氣導(dǎo)致的膨脹)。
3.充放電控制作用:通過精確的電流/電壓曲線激發(fā)電極材料,形成穩(wěn)定的SEI膜?;裳h(huán):在恒溫恒壓下執(zhí)行預(yù)設(shè)的充放電程序,同時監(jiān)測膨脹并動態(tài)調(diào)整壓力。冷卻定型:化成結(jié)束后降溫,維持壓力使SEI膜穩(wěn)定。
鋰電池?zé)釅夯晒竦墓ぷ髟碇饕峭ㄟ^模擬電池在特定條件下的化學(xué)反應(yīng)過程,優(yōu)化電池性能,具體如下:加熱原理:化成柜內(nèi)部設(shè)有加熱系統(tǒng),通常由加熱絲、加熱管等加熱元件組成。這些加熱元件分布在柜體的各個部位,當(dāng)接通電源后,加熱元件產(chǎn)生熱量,通過熱傳導(dǎo)和熱輻射的方式,使柜內(nèi)空間溫度升高。同時,溫度傳感器實(shí)時監(jiān)測柜內(nèi)溫度,并將溫度信號反饋給溫度控制系統(tǒng)。溫度控制系統(tǒng)根據(jù)預(yù)設(shè)的溫度值,自動調(diào)節(jié)加熱元件的功率,實(shí)現(xiàn)對柜內(nèi)溫度的精確控制,為電池化成提供穩(wěn)定的高溫環(huán)境。加壓原理:壓力控制系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)熱壓化成的關(guān)鍵部分。它主要由壓力傳感器、壓力調(diào)節(jié)裝置(如液壓泵、氣壓閥等)和壓力緩沖裝置(如蓄能器、緩沖罐等)組成。當(dāng)需要對電池施加壓力時,壓力調(diào)節(jié)裝置根據(jù)設(shè)定的壓力值,通過液壓或氣壓系統(tǒng)將壓力傳遞到電池夾具上。壓力傳感器實(shí)時監(jiān)測實(shí)際壓力值,并反饋給控制系統(tǒng)??刂葡到y(tǒng)根據(jù)反饋信號與設(shè)定值進(jìn)行比較和計(jì)算,自動調(diào)整壓力調(diào)節(jié)裝置的工作狀態(tài),確保施加在電池上的壓力精確穩(wěn)定。壓力緩沖裝置則用于吸收壓力波動,避免壓力突變對電池造成損傷。電池分容化成柜,每個通道單獨(dú)恒流源、恒壓源,電流電壓實(shí)時采樣,數(shù)據(jù)精確。
熱壓化成柜:打破材料與結(jié)構(gòu)壁壘的效率同規(guī)格鋰電池因材料體系與內(nèi)部結(jié)構(gòu)差異,化成效率呈現(xiàn)分化 —— 以 18650 電芯為例,傳統(tǒng)石墨體系化成周期約 12 小時,而硅碳負(fù)極體系需 20 小時以上。熱壓化成柜通過「材料特性解碼 - 工藝參數(shù)映射」的智能邏輯,構(gòu)建差異化解決方案:一、材料基因決定工藝路徑:從分子層面重構(gòu)化成邏輯高鎳正極(NCM811):因晶格穩(wěn)定性差,傳統(tǒng)化成易出現(xiàn)過渡金屬溶出。設(shè)備啟用「低溫梯度熱壓」:60℃預(yù)熱使 Li + 擴(kuò)散速率提升 40%,配合 0.6MPa 壓力抑制晶界裂紋,同步采用 0.1C-0.3C-0.1C 三段式充電,使化成時間從 24 小時壓縮至 16 小時,且容量保持率提升至 95%。硅碳負(fù)極:針對嵌鋰膨脹導(dǎo)致的 SEI 膜破裂問題,設(shè)備在充電至 3.0V(硅開始嵌鋰)時,自動將壓力從 0.5MPa 線性升至 1.2MPa,同時啟動 85℃恒溫加速電解液浸潤,使化成周期從 28 小時縮短至 18 小時,首效突破 85%。磷酸鐵鋰厚極片(120μm):采用「真空 - 壓力」協(xié)同工藝:先抽真空至 - 0.09MPa 加速電解液滲透,再分階段升壓(0.4→0.8→1.2MPa),配合 60℃→45℃梯度降溫,使化成時間從 20 小時壓縮至 12 小時,極片浸潤深度達(dá) 98%。熱壓化成柜能有效促進(jìn)電解液與電極充分接觸,提升電池化成效果。湖北高溫夾具化成柜生產(chǎn)廠家
熱壓化成柜的自動化程度高,減少人工操作,提高工作效率。深圳動力電池化成柜控制系統(tǒng)
高溫?zé)釅夯晒瘢轰囯姵匦阅茏鳛殇囯姵厣a(chǎn)流程中的「性能引擎」,高溫?zé)釅夯晒褚跃芄に囍貥?gòu)電池內(nèi)在基因。設(shè)備專為化成與老化測試兩大工藝而生,通過三維度智能調(diào)控 ——溫度場精確覆蓋(常溫至 120℃±1℃)、壓力梯度動態(tài)施加(0.01-1MPa 可調(diào))、環(huán)境氛圍全密封控制,在電池極片與隔膜的微觀界面間,催生均勻致密的 SEI 膜網(wǎng)絡(luò)。這種納米級鈍化層不僅將鋰離子傳導(dǎo)效率提升 30%,更能抑制電解液副反應(yīng),使動力電池的循環(huán)壽命突破 3000 次,儲能電池的能量密度躍升至 280Wh/kg 以上。
(1)高溫化成工藝SEI膜優(yōu)化:在50~80℃可控溫度下,加速電解液浸潤,促進(jìn)均勻穩(wěn)定的SEI膜生成。加壓固化:施加恒定壓力(可選真空/機(jī)械加壓),抑制電池膨脹,確保極片與隔膜緊密接觸。多階段控程:支持恒流-恒壓(CC-CV)分段充電,匹配不同電池材料體系(如LFP、NCM、鈉電等)。
(2)高溫老化工藝性能篩選:模擬高溫工況,快速暴露電池潛在缺陷(如微短路、容量衰減)。壓力維穩(wěn):通過實(shí)時壓力監(jiān)測,避免電池形變,提升出廠一致性。
在動力電池領(lǐng)域,設(shè)備可適配 18650/21700 圓柱電池、軟包電池及刀片電池的規(guī)?;a(chǎn)。 深圳動力電池化成柜控制系統(tǒng)