鋰離子電池生產工藝流程及鋰電生產設備
來源：存能電氣 日期：2019-07-23 10:03 瀏覽量：次
鋰離子電池生產工藝流程及鋰電生產設備。鋰離子電池的生產工藝技術非常嚴格、復雜。鋰電生產工藝流程長,設備多。鋰電設備泛指在鋰電池生產過程中使用的各種制造設備。鋰電設備對鋰電池性能和成本有重大影響,是決定因素之一。
鋰離子電池生產工藝流程
鋰離子電池構成主要有正極、負極、非水電解質和隔膜四部分組成。目前市場上采用較多的鋰電池主要為磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池，二者正極原材料差異較大，生產工藝流程比較接近但工藝參數需變化巨大。
鋰離子電池在生產過程中，需要經過的主要工序疊片、焊接和裁切為3道前后相連工序，且本身使用了自動化或半自動化的專機，3道工序間的銜接、流轉需要人工干預，不能實現連續生產，勞動強度較大，且不能保證電池產品的一致性。
鋰電池生產工藝較長，生產過程有50多道工序，相應需要50多種設備來完成各道工序的制造。工藝環節決定了鋰電池設備龐雜，專用性強。
鋰電前段生產工藝：極片制造關系電池核心性能
鋰電池前端工藝的結果是將鋰電池正負極片制備完成，其第一道工序是攪拌，即將正、負極固態電池材料混合均勻后加入溶劑，通過真空攪拌機攪拌成漿狀。配料的攪拌是鋰電后續工藝的基礎，高質量攪拌是后續涂布、輥壓工藝高質量完成的基礎。涂布和輥壓工藝之后是分切，即對涂布進行分切工藝處理。如若分切過程中產生毛刺則后續裝配、注電解液等程序、甚至是電池使用過程中出現安全隱患。
鋰電中段工藝流程：效率先行，卷繞走在疊片之前
鋰電池制造過程中，中段工藝主要是完成電池的成型，主要工藝流程包括制片、極片卷繞、模切、電芯卷繞成型和疊片成型等，是當前國內設備廠商競爭比較激烈的一個領域，占鋰電池生產線價值量約30%。目前動力鋰電池的電芯制造工藝主要有卷繞和疊片兩種，對應的電池結構形式主要為圓柱與方形、軟包三種，圓柱和方形電池主要采用卷繞工藝生產，軟包電池則主要采用疊片工藝。
卷繞和疊片生產對應的前道工序為極片的制片和模切。制片包括對分切后的極片/極耳焊接、極片除塵、貼保護膠紙、極耳包膠和收卷或定長裁斷，其中收卷極片用于后續的全自動卷繞，定長裁斷極片用于后續的半自動卷繞；沖切極片是將分切后的極片卷繞沖切成型，用于后續的疊片工藝。
鋰電后段工藝流程：分容化成是核心環節
鋰電后段生產工藝主要為分容、化成、檢測和包裝入庫四道工序，占生產線價值量約35%。化成和分容作為后段工藝中最主要環節，對成型的電池進行激活檢測，由于電池的充放電測試周期長，因此設備的價值量最高。化成工藝的主要作用在于將注液封裝后的電芯充電進行活化，分容工藝則是在電池活化后測試電池容量及其他電性能參數并進行分級。化成和分容分別由化成機和分容機通常由自動化分容化成系統完成。
鋰電生產設備有哪些？
鋰電設備是指為鋰電池生產提供的涂布、分切、疊片、卷繞、注液、焊接、檢測等工藝裝備。具體生產設備如下：
1.真空行星攪拌機：將各種電池材料均勻的攪拌成漿狀。
2.電極涂布機：攪拌后的漿料均勻涂膜在金屬箔片上。對漿料的涂布厚度精確到3微米以下。
3.輥壓機：涂布后的極片進一步壓實，提高電池的能量密度。
4.極片分切設備：用于極片涂布分切。
5.超聲焊接導電柄設備：用于卷繞和疊片工藝的金屬焊接。
6.卷繞機：將制造好的極片卷繞成電池。
7.手套箱：保證在低濕度環境下將電解液與卷芯封裝在一起。
8.注液機：保證高精度的流水化將電解液真空注入電池包裝材料內。
9.化成測試設備：將做好的電池充電活化，產生電壓，同時測試電池的容量。
未來，新能源汽車市場的爆發式增長也將會持續間接拉動鋰電設備的快速增長。除此之外，在動力電池大規模批量生產以及電池安全性能不斷提升倒逼之下，國產鋰電設備開始逐步擺脫模仿日韓，呈現快速追趕國際先進水平甚至超越態勢。
國產鋰電設備經過這幾年的快速發展，性能和質量都有很大的提高，目前國產設備無論是在速度、控制精度和穩定性方面都有了很大的提升，基本上都能夠滿足電池企業的需求，整體都在進步。
總結：鋰電池質量至關重要，目前國內鋰離子電池產業化主要存在的問題是電池質量一致性不好。要從根本上解決鋰離子電池批產質量一致性差問題，還要靠提高生產設備控制精度、生產線自動化水平來解決。帶動鋰電池生產企業進行技術升級和改造，從而促進我國鋰電池行業的技術創新和產品升級。
