熱壓化成柜:
在高溫環(huán)境下,電解液的滲透速度加快,能夠充分浸潤(rùn)電極材料,極大地提升了離子傳導(dǎo)效率,為電池的充放電性能提供了有力保障。
電極材料中的黏結(jié)劑,如 PVDF,在高溫下會(huì)軟化,這有助于增強(qiáng)極片的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,使電池在長(zhǎng)期使用過(guò)程中能夠保持良好的性能。
壓力施加在熱壓成型過(guò)程中同樣至關(guān)重要。壓力系統(tǒng)通過(guò)氣缸、液壓缸或伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)壓板,可施加 80 - 1000KG 的壓力,對(duì)應(yīng)面壓為 0.01 - 0.85MPa,且壓力可精確設(shè)定并實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。
化成工藝是鋰電池?zé)釅夯晒竦牧硪恢匾δ堋F淠康氖峭ㄟ^(guò)對(duì)電池進(jìn)行充放電,使電池中的活性物質(zhì)轉(zhuǎn)化成具有正常電化學(xué)作用的物質(zhì),并在電極表面形成有效的鈍化膜,即固體電解質(zhì)界面(SEI)膜。
夾具系統(tǒng)是熱壓化成柜的重要組成部分,它包括放置板和壓板。放置板上設(shè)有多個(gè)正極夾具,壓板上對(duì)應(yīng)安裝有負(fù)極夾具,通過(guò)電機(jī)、轉(zhuǎn)軸、凸輪等傳動(dòng)結(jié)構(gòu),可實(shí)現(xiàn)壓板的上下移動(dòng),從而對(duì)放置在夾具中的電池進(jìn)行穩(wěn)定的夾持固定,并且能夠適應(yīng)不同規(guī)格的電池。
安全可靠是熱壓化成柜設(shè)計(jì)和制造的重要考量因素。它配備了完善的安全防護(hù)措施,如防爆設(shè)計(jì)、氣體濃度監(jiān)測(cè)、緊急停機(jī)系統(tǒng)、過(guò)流 / 過(guò)壓 / 欠壓保護(hù)等,確保化成過(guò)程的安全可靠,保障操作人員和設(shè)備的安全 電池分容化成柜運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接及 SQL 數(shù)據(jù)庫(kù),集中管理多臺(tái)機(jī)柜數(shù)據(jù)。廣東熱壓化成柜控制系統(tǒng)
鋰電池化成柜是功能與工作原理
1、主要的功能化成工藝對(duì)注液后的鋰電池進(jìn)充電,在負(fù)極表面形成穩(wěn)定的SEI膜(固體電解質(zhì)界面),減少后續(xù)循環(huán)中的電解液分解,提升電池壽命。通過(guò)多階段恒流(CC)、恒壓(CV)充電,精確調(diào)控SEI膜的生長(zhǎng)質(zhì)量。充放電支持多通道控制(如32通道/柜),每通道可單獨(dú)設(shè)置電流、電壓、截止條件。具備自動(dòng)切換充放電模式,部分設(shè)備支持脈沖化成以優(yōu)化電極結(jié)構(gòu)。安全與監(jiān)測(cè)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電壓、電流、溫度等參數(shù),異常時(shí)觸發(fā)報(bào)警或斷電。掉電保護(hù):數(shù)據(jù)自動(dòng)保存,恢復(fù)供電后可繼續(xù)作業(yè)。功能溫度調(diào)控:集成加熱/冷卻系統(tǒng)(如液冷模塊),維持電池在25±2℃比較好的化成溫度。均衡充電:對(duì)電池組內(nèi)單體電壓差異進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整,提升一致性
2.工作原理硬件架構(gòu)上位機(jī)(工控機(jī)):運(yùn)行化成配方管理軟件,下發(fā)指令至下位機(jī)。下位機(jī)(PLC/單片機(jī)):執(zhí)行實(shí)時(shí)管控,采集數(shù)據(jù)并反饋。高精度電源模塊:提供μA級(jí)電流分辨率,電壓誤差≤±0.05%。傳感器網(wǎng)絡(luò):監(jiān)測(cè)電池內(nèi)阻、溫度等,部分設(shè)備配備氣體傳感器(監(jiān)測(cè)電解液揮發(fā))。軟件系統(tǒng)支持MES系統(tǒng)對(duì)接,實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)追溯??删幊袒汕€(如先0.02C小電流活化,后階梯式提升至1C)。 江蘇壓力化成柜報(bào)價(jià)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(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。
熱壓化成柜的結(jié)構(gòu)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(shè)有多個(gè)正極夾具,壓板上對(duì)應(yīng)安裝有負(fù)極夾具,可實(shí)現(xiàn)對(duì)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(shí)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(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和調(diào)整壓力,并且通常配備應(yīng)急泄壓裝置。電源系統(tǒng):為化成過(guò)程提供穩(wěn)定的電力供應(yīng),可精確掌控充放電參數(shù)??刂葡到y(tǒng):通常采用 PLC 或計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度、壓力、充放電等參數(shù)的設(shè)置、監(jiān)測(cè)和調(diào)整。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng):實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并記錄電池化成過(guò)程中的電壓、電流、容量等參數(shù),方便用戶分析和評(píng)估電池性能。
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(shí),而硅碳負(fù)極體系需 20 小時(shí)以上。熱壓化成柜通過(guò)「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(guò)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(shí)間從 24 小時(shí)壓縮至 16 小時(shí),且容量保持率提升至 95%。硅碳負(fù)極:針對(duì)嵌鋰膨脹導(dǎo)致的 SEI 膜破裂問(wèn)題,設(shè)備在充電至 3.0V(硅開(kāi)始嵌鋰)時(shí),自動(dòng)將壓力從 0.5MPa 線性升至 1.2MPa,同時(shí)啟動(dòng) 85℃恒溫加速電解液浸潤(rùn),使化成周期從 28 小時(shí)縮短至 18 小時(shí),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(shí)間從 20 小時(shí)壓縮至 12 小時(shí),極片浸潤(rùn)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。
鋰電池?zé)釅夯晒褚话憧煞譃檐洶娦靖邷貕毫稍O(shè)備和方形電芯負(fù)壓化成設(shè)備。前者通過(guò)加熱鋁板夾緊電芯進(jìn)行化成,適用于軟包鋰離子電池;后者采用負(fù)壓力差原理,使電解液與正極活性物質(zhì)充分接觸,實(shí)現(xiàn)方形電池的化成,有封閉式和開(kāi)架式等不同款式。
鋰電池?zé)釅夯晒窆ぷ髟恚和ㄟ^(guò)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(xué)反應(yīng)充分進(jìn)行。同時(shí),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(shí),形成厚度更均勻的鈍化膜(SEI 膜),從而提升電池性能。
結(jié)構(gòu)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(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和調(diào)整壓力,部分還配備應(yīng)急泄壓裝置;此外,還設(shè)有充放電模塊、數(shù)據(jù)采集與分析模塊等,以實(shí)現(xiàn)對(duì)電池的化成處理和參數(shù)監(jiān)測(cè)。 相比傳統(tǒng)的化成設(shè)備,可節(jié)省 30%-50% 的化成時(shí)間。上海真空化成柜
熱壓化成柜助力形成穩(wěn)定 SEI 膜,直接關(guān)乎電池循環(huán)壽命與安全性。廣東熱壓化成柜控制系統(tǒng)
熱壓化成柜是鋰電池生產(chǎn)中兼具熱壓成型與化成功能的設(shè)備
二、技術(shù)特點(diǎn)多參數(shù)精細(xì)調(diào)控:設(shè)備需同時(shí)管控溫度、壓力、充放電電流/電壓等參數(shù),且各參數(shù)需根據(jù)電池類型(三元、磷酸鐵鋰等)、規(guī)格(容量、尺寸)動(dòng)態(tài)適配,例如軟包電池對(duì)壓力均勻性要求更高,硬殼電池則需匹配殼體耐受的壓力范圍。
自動(dòng)化與智能化:現(xiàn)代熱壓化成柜多配備PLC管控系統(tǒng)和人機(jī)交互界面,可預(yù)設(shè)工藝配方,支持多工位同步操作(常見(jiàn)6-32工位),并通過(guò)傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),異常時(shí)自動(dòng)報(bào)警或停機(jī),確保批量生產(chǎn)的一致性。
兼容性強(qiáng):可適配不同形態(tài)的電池(軟包、硬殼、圓柱),以及不同應(yīng)用場(chǎng)景的電池(動(dòng)力電池、儲(chǔ)能電池、消費(fèi)電子電池),只需調(diào)整工藝參數(shù)即可滿足多樣化生產(chǎn)需求。
廣東熱壓化成柜控制系統(tǒng)