鋰金屬負極制片機的技術解析：從工藝到設備設計?

來源：發(fā)布時間：2025-08-07

在新能源產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展的當下，鋰電池作為關鍵儲能設備，其性能提升備受關注。鋰金屬負極因其高比容量（3861mAh/g）、低電化學勢（-3.04V相對于標準氫電極）和較小密度（0.534g/cm3），被視為下一代高比能二次電池理想的負極材料，成為全固態(tài)電池的戰(zhàn)略高地。然而，鋰的高反應活性給其制片和轉(zhuǎn)運帶來極大挑戰(zhàn)，合適的制片和轉(zhuǎn)運設備的缺失，嚴重制約了鋰金屬負極材料的制備，進而影響高比能鋰離子電池體系的驗證與實際應用。因此，鋰金屬負極制片機的技術研發(fā)至關重要，它是突破鋰金屬負極應用瓶頸的關鍵一環(huán)。

二、鋰金屬負極制片工藝

（一）傳統(tǒng)工藝弊端

傳統(tǒng)的鋰金屬制片工藝通常遵循極卷上料、自動放卷、收mylar膜、鋰金屬拉料、刀模切斷、極耳壓合、極耳打點、貼綠膠的流程。但這一工藝存在諸多弊端，如在鋰金屬拉料環(huán)節(jié)，采用夾板形式易造成鋰金屬損傷；刀模切斷時，極易出現(xiàn)鋰金屬粘刀現(xiàn)象，不僅影響切斷效果，還會縮短刀具壽命；而且，整個工藝流程效率極低，而制片效率通常在10PPM以下，遠遠無法滿足量產(chǎn)化的需求。

（二）新型工藝優(yōu)勢

為解決上述問題，新型制片工藝不斷涌現(xiàn)。以一些先進工藝為例，其鋰金屬制片步驟包含鋰金屬放卷、收mylar、極耳壓合、極耳打點、旋轉(zhuǎn)拉料、激光制片、真空皮帶運輸?shù)冗^程。在極片壓合和極耳打點工序中，無需鋰金屬做間歇性運動，可實現(xiàn)連續(xù)運動，從而保證效率。旋轉(zhuǎn)拉料方式保證了極片與旋轉(zhuǎn)吸板之間有足夠多的接觸面積，使單位面積對鋰金屬的作用力足夠小，有效減小對鋰金屬的損傷，同時確保連續(xù)運轉(zhuǎn)，大幅提高極片制片效率。激光制片則能夠解決切刀制片的粘刀問題，切割效果更佳。

三、鋰金屬負極制片機設備設計

（一）放卷機構設計

放卷機構是制片機的起始環(huán)節(jié)，對后續(xù)工序影響重大。先進的制片機采用鋰帶卷通過糾偏機構進行微張力主動放卷，這種方式能確保鋰帶在放卷過程中無變形，并且實現(xiàn)精確裁斷。例如米開羅那鋰金屬負極制片機的放卷張力可達到≥1N，保證了放卷過程的平穩(wěn)性和可靠性，為后續(xù)工序提供穩(wěn)定的鋰帶供應，有效保障產(chǎn)品的高質(zhì)量和穩(wěn)定性。

（二）定位與檢測系統(tǒng)

為了提升制片精度，制片機配備了先進的定位與檢測系統(tǒng)。如CCD視覺精密定位技術，可精細捕捉鋰片的位置，使鋰片定位更加精確。這一技術極大地提升了生產(chǎn)的精度和準確性，減少人工干預，降低因人為因素導致的誤差，從而提高產(chǎn)品的一致性和良品率。

（三）極片轉(zhuǎn)移方式

極片轉(zhuǎn)移是制片機的關鍵環(huán)節(jié)之一，不同的轉(zhuǎn)移方式對極片質(zhì)量有重要影響。部分制片機采用低真空面吸附或非接觸式轉(zhuǎn)移方式。低真空面吸附方式能夠穩(wěn)固且可靠地完成極片的轉(zhuǎn)移工作，減少轉(zhuǎn)移過程中的失誤和損耗；非接觸式轉(zhuǎn)移方式可精確控制運動速度，保證不同型號極片裁切、極耳壓合、極耳貼膠的位置精確，有效避免極片在轉(zhuǎn)移過程中受到損傷。

（四）裁切與成型裝置

在裁切環(huán)節(jié)，一些制片機采用激光制片或裁切滾刀等方式。激光制片，如皮秒激光器，能夠解決切刀制片的粘刀問題，切割效果佳，且對鋰金屬極片的損傷小。裁切滾刀則在保證裁切精度的同時，提高了裁切效率。對于極片成型，設備通過精確的模具設計和壓力控制，確保鋰金屬極片達到規(guī)定的尺寸和形狀要求，滿足不同電池產(chǎn)品的生產(chǎn)需求。

米開羅那創(chuàng)始于1998年，是一家集研發(fā)、制造、銷售、服務于一體的高科技企業(yè)，已成為包括西門子、GE、特斯拉、中核集團、寧德時代、比亞迪等眾多國內(nèi)外有名品牌的合格供應商及合作伙伴。

在鋰金屬負極制片機領域，米開羅那取得了明顯成果。公司成功引進在鋰能電池設備研制領域擁有經(jīng)驗豐富的前沿經(jīng)驗的團隊，團隊不僅帶來了豐富的設計、研發(fā)資源及生產(chǎn)經(jīng)驗，還依托其二十多年的行業(yè)深耕與技術沉淀，與國內(nèi)重點院校實驗室深度合作，致力于為各類固態(tài)電池、鋰金屬電池產(chǎn)品中小試線、鋰金屬材料制備及大型生產(chǎn)線提供全流程智能裝備解決方案。

米開羅那研發(fā)的鋰金屬負極制片機適用于鋰金屬負極片制備成型，設備采用前沿制造工藝和智能控制技術，在技術參數(shù)上表現(xiàn)出色。其鋰帶卷通過先進的糾偏機構進行微張力主動放卷，保證鋰帶無變形、精確裁斷；鋰片具備CCD視覺精密定位功能，提升生產(chǎn)精度；極片轉(zhuǎn)移采用低真空面吸附方式，穩(wěn)固可靠；設備效率高達≥15ppm，有效提升生產(chǎn)效能；放卷張力達到≥1N，保證放卷平穩(wěn)。此外，米開羅那還推出了鋰銅復合帶負極制片機，可提高生產(chǎn)效率，減少人工成本，保證產(chǎn)品品質(zhì)的穩(wěn)定性；高速鋰金屬自動成型機的極片成型效率可達10ppm。

展望未來，隨著鋰電池技術的不斷進步和應用場景的不斷拓展，米開羅那鋰金屬負極制片機有望在推動鋰電池行業(yè)發(fā)展方面發(fā)揮更為突出的作用，助力實現(xiàn)更高能量密度、更長循環(huán)壽命和更安全可靠的鋰電池產(chǎn)品，為新能源產(chǎn)業(yè)的繁榮發(fā)展持續(xù)貢獻力量。