熱壓化成工藝流程:以一種聚合物鋰離子電池化成工藝為例,其熱壓化成流程如下:化成前熱壓:將注液靜置后待化成的電池在溫度80±5℃和壓力0.25-0.55MPa下進行恒溫熱壓50-70min,以排除卷芯層間氣體,讓正、負極片、隔膜、電解液充分接觸,為化成做準備。熱壓化成:在恒定的溫度70±2℃下分三小步進行。首先給電池施加0.06±0.02MPa壓力,時間2min,不充電;然后加壓到0.10MPa,并以0.05C電流恒流充電3min;持續(xù)加壓到0.15-0.45MPa,以0.05C電流恒流充電10min,截止電壓為3.20-3.40V。接著保持0.15-0.45MPa的壓力,以0.1C電流恒流充電35±2min,充電截止電壓為3.80-3.90V。繼續(xù)保持該壓力,以0.2C電流恒流充電90±2min,充電截止電壓為4.10V?;珊鬅釅海簩釅夯山Y束后的電池置于溫度80±5℃,壓力0.25-0.55MPa下,恒溫熱壓50-70min,增加電芯平整度以及硬度,使形成的SEI膜快速趨于穩(wěn)定,增加電池循環(huán)壽命。
集成0-5MPa壓力伺服系統(tǒng)的熱壓化成柜。龍崗高溫夾具化成柜
熱壓化成柜設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)和結構(致密性、厚度均勻性),提升膜的離子透過率和化學穩(wěn)定性,減少電解液持續(xù)分解導致的容量損失?;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散速率(擴散系數(shù)提升 2~5 倍),促進正極(如 LiCoO2、NCM)與負極(石墨)的可逆嵌脫鋰反應,提高電池充放電效率(庫倫效率從 85% 提升至 95% 以上)。氣體排出與結構穩(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,避免氣脹導致的極片變形,同時壓力維持電池內(nèi)部結構緊湊,減少循環(huán)過程中的體積膨脹(膨脹率降低 15%~20%)。 江蘇真空化成柜研發(fā)熱壓化成柜能有效促進電解液與電極充分接觸,提升電池化成效果。
高溫熱壓化成柜:鋰電池性能作為鋰電池生產(chǎn)流程中的「性能引擎」,高溫熱壓化成柜以精密工藝重構電池內(nèi)在基因。設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。這種納米級鈍化層不僅將鋰離子傳導效率提升 30%,更能抑制電解液副反應,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。
在動力電池領域,設備可適配 18650/21700 圓柱電池、軟包電池及刀片電池的規(guī)?;a(chǎn)。
高溫熱壓化成柜是主要用于電池的化成和老化測試。以下是其用途和特點:
1. 化成(Formation)作用:在電池充電時,通過精確控制溫度和壓力,在電極表面形成穩(wěn)定的SEI膜(固體電解質(zhì)界面膜),這對電池的循環(huán)壽命、安全性和性能至關重要。高溫環(huán)境:通過加熱(通常50~80℃)加速電解液浸潤和SEI膜形成,縮短生產(chǎn)周期。壓力控制:施加均勻壓力(如真空或機械加壓)確保電極與隔膜緊密接觸,減少界面阻抗。
2. 老化測試高溫老化:模擬電池在高溫下的長期使用情況,篩選出性能不穩(wěn)定的電芯(如容量衰減、內(nèi)阻異常等)。壓力維持:防止電池膨脹,保持結構穩(wěn)定性。
3. 適用電池類型鋰離子電池(方形、軟包、圓柱)、固態(tài)電池等,尤其適用于高能量密度電池的生產(chǎn)。
4. 優(yōu)勢精細控溫:均勻加熱,避免局部過熱導致電池損傷。壓力可調(diào):適配不同電池型號的工藝需求。自動化集成:可與生產(chǎn)線聯(lián)動,提升效率。
5. 應用行業(yè)動力電池(電動汽車)、儲能電池、3C消費電子電池(手機、筆記本)等制造領域。 可靠的電池分容化成柜,擁有智能斷電保護,來電后自動接續(xù)工作,數(shù)據(jù)不丟失。
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)條件下進行化成作業(yè),內(nèi)部氣壓通常低于 100Pa(甚至可達 10?3Pa 以下)。工作原理:通過真空泵抽出柜體內(nèi)部空氣,形成負壓環(huán)境,減少氣體分子對電池的干擾(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)部短路風險。
2. 常規(guī)化成柜環(huán)境:在常壓(大氣壓)下進行化成,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)提供恒溫或恒壓環(huán)境,依賴常規(guī)氣壓下的化學反應完成電極活化。適用于對氣壓不敏感的電池類型,或?qū)Τ杀?、工藝復雜度要求較低的場景。
設備結構與能耗差異
真空化成柜:結構復雜,需配備真空泵、真空傳感器、密封腔體等,設備體積較大。能耗較高(真空泵持續(xù)運行),且抽真空過程需額外時間(約 30 分鐘 - 2 小時),影響生產(chǎn)效率。
常規(guī)化成柜:結構簡單,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,精確調(diào)控 80 - 150℃高溫,1 - 10MPa 高壓,提升電池能量密度與結構穩(wěn)定性。江蘇壓力化成柜制造商
熱壓系統(tǒng)的精度依賴機械部件和傳感器的穩(wěn)定性,需制定定期維護。龍崗高溫夾具化成柜
鋰電池化成柜的性能直接影響電池的良率、一致性和生產(chǎn)成本,其在于通過“執(zhí)行-監(jiān)測-保護”的一體化設計,實現(xiàn)工藝的精確化和自動化。隨著鋰電池技術向高能量密度、長壽命方向發(fā)展,化成柜也在不斷升級,以滿足新能源產(chǎn)業(yè)的規(guī)?;a(chǎn)需求。技術發(fā)展趨勢高功率與高精度:隨著動力電池容量增大,化成柜向高電流(如100A以上)、高精度方向發(fā)展,同時支持多倍率充放電(0.1C~5C);智能化與網(wǎng)絡化:集成AI算法優(yōu)化工藝參數(shù),通過物聯(lián)網(wǎng)(IoT)實現(xiàn)多柜集群管理和遠程監(jiān)控;綠色節(jié)能:推廣能量回饋技術,降低能耗成本,同時采用散熱設計減少冷卻能耗;模塊化設計:充放電模塊、數(shù)據(jù)采集模塊支持插拔更換,便于維護和擴容,適應柔性化生產(chǎn)需求。龍崗高溫夾具化成柜