鋰電池生產制造流程及(ji)核心(xin)設備

鋰(li)電池是一種通(tong)過鋰(li)離(li)子在正負極之間往(wang)返移動實(shi)現充放(fang)電的電池。鋰(li)電池的生產制造(zao)流程包(bao)括材料制備、電池組裝和測試三個主要(yao)環節。

1、材料制備

       鋰(li)電池的(de)正(zheng)負(fu)極材(cai)料主(zhu)要有(you)三(san)(san)(san)種：鋰(li)鈷(gu)酸(suan)鋰(li)（LiCoO2）、鋰(li)鐵磷酸(suan)（LiFePO4）和三(san)(san)(san)元(yuan)材(cai)料（如鋰(li)鎳錳鈷(gu)酸(suan)，LiNiMnCoO2）等。其(qi)中鋰(li)鈷(gu)酸(suan)鋰(li)電池性能最(zui)好，但價格(ge)也最(zui)貴，三(san)(san)(san)元(yuan)材(cai)料電池性價比(bi)比(bi)較高(gao)。材(cai)料制備(bei)過程包括原材(cai)料處理、混合(he)、制備(bei)成膏狀物(wu)等步驟。其(qi)中，電解液(ye)的(de)制備(bei)也是一個(ge)重要環節(jie)，主(zhu)要成分為碳酸(suan)二(er)甲酯、乙二(er)醇和氟化(hua)磷酸(suan)三(san)(san)(san)丁酯等。

2、電池組裝

       電(dian)池組(zu)裝(zhuang)(zhuang)是將正(zheng)(zheng)負(fu)極(ji)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)、電(dian)解液(ye)和(he)隔(ge)(ge)膜(mo)層依次疊(die)壓堆積，再通過緊(jin)固件固定(ding)在(zai)一起(qi)制成(cheng)的。組(zu)裝(zhuang)(zhuang)時，先將正(zheng)(zheng)負(fu)極(ji)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)切割成(cheng)適當(dang)的形狀，然(ran)后在(zai)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)表面(mian)涂(tu)覆(fu)導(dao)電(dian)劑，使得電(dian)極(ji)具(ju)有導(dao)電(dian)性。隔(ge)(ge)膜(mo)層主要(yao)(yao)用(yong)于隔(ge)(ge)離正(zheng)(zheng)負(fu)極(ji)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)，防止短路(lu)發生。組(zu)裝(zhuang)(zhuang)過程中，需要(yao)(yao)保證(zheng)正(zheng)(zheng)負(fu)極(ji)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)的壓力(li)和(he)涂(tu)覆(fu)導(dao)電(dian)劑的均(jun)勻性等，同時還(huan)要(yao)(yao)控制電(dian)解液(ye)的注入量和(he)注入速(su)度。

3、測試

       在(zai)組(zu)裝完成后(hou)，需要進行一系列測(ce)(ce)試來確保電(dian)(dian)池性能(neng)和(he)質量(liang)。其(qi)中最(zui)重(zhong)要的測(ce)(ce)試項(xiang)目是電(dian)(dian)池容(rong)量(liang)和(he)循環(huan)壽命(ming)測(ce)(ce)試。電(dian)(dian)池容(rong)量(liang)測(ce)(ce)試可以測(ce)(ce)量(liang)電(dian)(dian)池能(neng)夠存儲的電(dian)(dian)荷量(liang)，而循環(huan)壽命(ming)測(ce)(ce)試則可以模擬(ni)電(dian)(dian)池在(zai)實際使用過程中的壽命(ming)，檢測(ce)(ce)電(dian)(dian)池在(zai)不同電(dian)(dian)荷狀態下的充(chong)放(fang)電(dian)(dian)循環(huan)次(ci)數。

鋰電池的(de)生產制造過(guo)程中涉及(ji)到的(de)核心設備包括：

       1.混(hun)料機：用于將正負(fu)極材料和(he)其(qi)他添加劑混(hun)合(he)均勻(yun)。

       2.噴涂機：用于在正負極(ji)材(cai)料表面(mian)均(jun)勻涂覆導(dao)電劑。

       3.壓合(he)機：用(yong)于將正負極(ji)材料、隔膜層和電解液

前段工序

       鋰(li)電池的(de)生產制造流程主要包括(kuo)前段(duan)工(gong)序(xu)(xu)和后段(duan)工(gong)序(xu)(xu)，其中前段(duan)工(gong)序(xu)(xu)是指(zhi)制備電池的(de)各(ge)個(ge)零部件，后段(duan)工(gong)序(xu)(xu)則是將這些零部件組裝成完整(zheng)的(de)電池。

       前段工(gong)序主要包括漿料攪拌(ban)、正(zheng)負極涂(tu)布、輥(gun)壓、分(fen)切(qie)、極片制作和模切(qie)。

       在攪拌過程中(zhong)，使用鋰電池真空攪拌機，將正負(fu)極活(huo)性物質、溶劑(ji)和黏結劑(ji)混合(he)攪拌，制成無氣泡的漿狀正負(fu)極物質。

       涂布是將制(zhi)成(cheng)的漿(jiang)料均勻(yun)涂覆(fu)在金屬(shu)箔上，并經過烘干，制(zhi)成(cheng)正負極(ji)極(ji)片。

       接著(zhu)是輥壓(ya)工序(xu)，輥壓(ya)機通過(guo)上下兩輥相(xiang)向運(yun)行，對(dui)極片的涂布(bu)表面進(jin)行擠壓(ya)加工，使得極片從原本的蓬(peng)松狀(zhuang)態變成密實狀(zhuang)態。這是對(dui)能量密度的明顯相(xiang)當關鍵。

       分切則(ze)是將輥壓好(hao)的(de)電極帶按照不同電池型號切割成裝配(pei)電池所(suo)需的(de)長(chang)度(du)和寬度(du)，并且不出現毛刺(ci)。

       極(ji)片(pian)制(zhi)(zhi)作是制(zhi)(zhi)備電(dian)池(chi)的核心步(bu)驟之一(yi)，通過(guo)將正負極(ji)材(cai)料(liao)經(jing)過(guo)混合(he)、壓制(zhi)(zhi)、輥(gun)壓等工序，最終形成(cheng)符合(he)電(dian)池(chi)規(gui)格(ge)要求(qiu)的極(ji)片(pian)。

       最后是模切(qie)，將(jiang)電(dian)池隔膜(mo)、正負極(ji)片等零部件按照一定的(de)規(gui)格裁切(qie)成(cheng)型(xing)，以(yi)保(bao)證后續的(de)電(dian)池組裝(zhuang)工(gong)作。

1、輥壓機

       輥壓(ya)機(ji)是將電極材料、隔膜和電解液(ye)等層(ceng)疊壓(ya)實，形成(cheng)電池(chi)(chi)芯的核心設備。在鋰電池(chi)(chi)生產制(zhi)造過程中，輥壓(ya)機(ji)通(tong)常是電池(chi)(chi)組(zu)裝的最后(hou)一道工序。

       輥(gun)(gun)壓機的(de)(de)主要工作原理是通過上下(xia)兩個輥(gun)(gun)子的(de)(de)作用，將(jiang)(jiang)電(dian)(dian)(dian)極材料和隔膜層(ceng)逐層(ceng)疊加(jia)，并將(jiang)(jiang)電(dian)(dian)(dian)解液均勻地分布在(zai)整個電(dian)(dian)(dian)池芯(xin)中。輥(gun)(gun)壓機通常(chang)由下(xia)面的(de)(de)定(ding)輥(gun)(gun)和上面的(de)(de)動輥(gun)(gun)組成(cheng)，動輥(gun)(gun)通過馬達的(de)(de)帶動向(xiang)定(ding)輥(gun)(gun)方向(xiang)滾動，將(jiang)(jiang)電(dian)(dian)(dian)極材料和隔膜層(ceng)壓實，從而形成(cheng)電(dian)(dian)(dian)池芯(xin)。

       輥壓(ya)機的(de)性能對電池的(de)性能和穩(wen)定性有著至(zhi)關(guan)重(zhong)要(yao)的(de)影響，因此輥壓(ya)機需(xu)要(yao)具備以下特(te)點(dian)：

       1.精度(du)控(kong)制(zhi)：輥壓(ya)機需(xu)要對電(dian)極材料(liao)、隔膜和(he)電(dian)解液的(de)厚度(du)、寬度(du)和(he)壓(ya)縮力度(du)進行精準控(kong)制(zhi)，以確(que)保(bao)電(dian)池芯(xin)的(de)一致性(xing)和(he)穩定(ding)性(xing)。

       2.高效生產：輥(gun)(gun)壓機需要具備高效的生產能(neng)(neng)力，能(neng)(neng)夠實現(xian)高速(su)的連續輥(gun)(gun)壓。

       3.自動(dong)化程(cheng)度高：現(xian)代輥(gun)壓機通常配備自動(dong)控制(zhi)系統，能夠實現(xian)自動(dong)化的(de)(de)生產過程(cheng)，降低了人工干預和(he)操作的(de)(de)難度。

       4.可(ke)(ke)靠(kao)性高：輥壓機需要具有高度(du)的穩定(ding)性和可(ke)(ke)靠(kao)性，能夠長時間連續工作，且(qie)不會(hui)出現故(gu)障和停機等問(wen)題。

       在實際應用中，輥壓機通常會根據不同的電池型號和要求，進行不同的調整和設置，以滿足不同電池芯的制造需求。同時，輥壓機的維護和保養也非常重要，需要定期進行清洗和潤滑，以確保其長期穩定的工作效率和性能。

2、分切機

       分切機是(shi)用于將電池的正(zheng)負極(ji)片或者隔膜(mo)等薄(bo)膜(mo)材料(liao)按照一定的規格切割(ge)成所需長(chang)度(du)和寬度(du)的專用設備。

       通(tong)常(chang)情況下，分(fen)切(qie)機使用的(de)刀(dao)(dao)具是圓刀(dao)(dao)或者(zhe)刀(dao)(dao)輪，切(qie)割(ge)精度高，操作(zuo)簡便。切(qie)割(ge)的(de)過程(cheng)中，需(xu)要控制材料的(de)張力(li)和速(su)度，確(que)保切(qie)割(ge)的(de)邊(bian)緣光滑(hua)，不產(chan)生毛刺(ci)或裂(lie)口等(deng)缺陷。

       分切(qie)機的結構通常包(bao)括切(qie)刀組、送料(liao)裝置(zhi)、張(zhang)力控制裝置(zhi)、切(qie)割調整(zheng)裝置(zhi)、收卷裝置(zhi)等組成部分。其(qi)中(zhong)，切(qie)刀組是分切(qie)機的核(he)心部件，切(qie)割的質量和效率都(dou)與切(qie)刀的質量和性能(neng)密切(qie)相關。

       在鋰電池生產中，分切機通常用于將輥壓好的電極帶、隔膜等材料按照指定規格切割成所需長度和寬度，以備后續的電池組裝工作。分切機的切割精度對于電池的性能和穩定性至關重要，因此在鋰電池生產線上，分切機通常扮演著不可或缺的角色。

中段：完成電芯(xin)的卷繞和注液工(gong)序

完成電芯的卷繞和注液工序是(shi)鋰電池生產線的中段工序，主要包括以(yi)下步驟：

       ;1.電芯卷(juan)繞：將輥壓好的(de)正(zheng)負極(ji)片和隔(ge)膜按照一定的(de)疊(die)放順序，通過卷(juan)繞機進行(xing)自動(dong)化(hua)的(de)卷(juan)繞操作。卷(juan)繞完成后，可(ke)以得到(dao)一個(ge)形如(ru)圓柱(zhu)形的(de)電芯組件，即電芯的(de)前身。

       2.電(dian)(dian)芯注液(ye)：將電(dian)(dian)芯組件(jian)放入(ru)專(zhuan)門的注液(ye)機(ji)中(zhong)，通(tong)過注液(ye)機(ji)自動化(hua)地向電(dian)(dian)芯組件(jian)中(zhong)注入(ru)電(dian)(dian)解(jie)液(ye)。電(dian)(dian)解(jie)液(ye)的注入(ru)量和注液(ye)方式(shi)對電(dian)(dian)芯的性(xing)能和穩定性(xing)都有重要(yao)的影響。

       3.封(feng)(feng)(feng)口(kou)：將注(zhu)液完成的電(dian)(dian)芯組(zu)件放入專門的封(feng)(feng)(feng)口(kou)機(ji)中，通(tong)過封(feng)(feng)(feng)口(kou)機(ji)的熱封(feng)(feng)(feng)操作，將電(dian)(dian)芯的兩端口(kou)密封(feng)(feng)(feng)，防止電(dian)(dian)解液泄漏。

       這些(xie)工序的(de)(de)完成需要用(yong)到(dao)一系列專(zhuan)用(yong)的(de)(de)設備(bei)，包(bao)括卷繞機(ji)、注(zhu)液機(ji)、封(feng)口機(ji)等。這些(xie)設備(bei)的(de)(de)性能(neng)和(he)精(jing)度直接影響到(dao)電芯的(de)(de)性能(neng)和(he)穩(wen)定性。在鋰電池生產線上，卷繞和(he)注(zhu)液工序通常是半自動或(huo)全(quan)自動化操(cao)作，以(yi)提(ti)高生產效率和(he)穩(wen)定性。

1、卷繞機

電(dian)芯(xin)卷繞(rao)機是鋰電(dian)池(chi)生(sheng)產線(xian)上(shang)的(de)(de)(de)一種關鍵設(she)備，用于將輥壓好的(de)(de)(de)正負極片和隔膜按照(zhao)一定(ding)的(de)(de)(de)疊(die)放(fang)順(shun)序進行自動化的(de)(de)(de)卷繞(rao)操(cao)作，生(sheng)成電(dian)芯(xin)組件(jian)。其主要工作流程如下：

       1.上料(liao)：將經過(guo)分切的(de)正負極(ji)片和隔膜送入卷(juan)繞機(ji)，通(tong)常(chang)是通(tong)過(guo)自動上料(liao)機(ji)構完成(cheng)。

       2.卷(juan)繞(rao)(rao)：根據設計好的卷(juan)繞(rao)(rao)方案和程序，卷(juan)繞(rao)(rao)機將正負極片和隔膜進行自動(dong)化的卷(juan)繞(rao)(rao)操作，生成電芯(xin)組件。卷(juan)繞(rao)(rao)機通常(chang)具有高(gao)速(su)度(du)、高(gao)精度(du)和高(gao)可(ke)靠性的特點(dian)。

       3.下(xia)料(liao)：卷繞完(wan)成后，電芯組件通過自動下(xia)料(liao)機構送出卷繞機，進(jin)入(ru)下(xia)一道工序。

電(dian)芯卷(juan)繞機通(tong)常由以下幾部(bu)分組成：

       1.控制(zhi)系統：用(yong)于控制(zhi)卷(juan)(juan)繞(rao)機的運(yun)行狀態和卷(juan)(juan)繞(rao)過程中的各(ge)種參(can)數，包括卷(juan)(juan)繞(rao)速度、張力(li)、疊放方式、電芯直徑(jing)、壓力(li)等。

       2.上料系統：用(yong)于將正負極片和隔(ge)膜送入卷繞機(ji)，通(tong)常由自動上料機(ji)構(gou)組成(cheng)。

       3.卷繞(rao)系統：由電芯(xin)芯(xin)軸、芯(xin)軸驅動裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)、芯(xin)軸支撐裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)、卷繞(rao)工作(zuo)臺、張力控制(zhi)系統、邊緣(yuan)對位裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)等組成(cheng)。

       4.下料系統(tong)：用于(yu)將(jiang)卷繞(rao)完(wan)成(cheng)的電芯組件送出卷繞(rao)機，通常(chang)由(you)自(zi)動下料機構(gou)組成(cheng)。

       電芯卷繞機的性能和精度直接影響到電芯的性能和穩定性，因此在鋰電池生產線上，卷繞機通常具有高精度、高可靠性和高自動化程度。

2、疊片機

鋰電(dian)池(chi)生產中的(de)(de)疊片機是一種用于將卷繞(rao)好的(de)(de)正負極(ji)片和隔膜按照一定的(de)(de)疊放順序堆積(ji)成(cheng)電(dian)芯組件(jian)的(de)(de)自(zi)動化設備。其主要工(gong)作流程如下：

       1.上料(liao)：將經(jing)過卷繞機(ji)卷繞好的(de)正負極(ji)片和隔膜送(song)入疊片機(ji)，通常是通過自動(dong)上料(liao)機(ji)構完成。

       2.疊(die)片：根據設(she)計(ji)好的疊(die)片方案和程序，疊(die)片機將正負(fu)極片和隔膜按照一定的疊(die)放順序進行自動(dong)化的疊(die)片操作，生(sheng)成電芯組件(jian)。

       3.下料：疊片完成后，電芯組件通過自(zi)動(dong)下料機構(gou)送(song)出疊片機，進入下一(yi)道工(gong)序。

疊(die)片機通常由以下幾部分(fen)組成：

       1.控(kong)制(zhi)(zhi)系統：用于(yu)控(kong)制(zhi)(zhi)疊片(pian)(pian)(pian)機的運行狀(zhuang)態和疊片(pian)(pian)(pian)過程中的各種參數，包括疊片(pian)(pian)(pian)速度、疊片(pian)(pian)(pian)方式、電芯直徑、壓力等。

       2.上(shang)料(liao)系統(tong)：用于將正負極片(pian)和隔膜送(song)入疊片(pian)機，通常由自動上(shang)料(liao)機構組成。

 ;      3.疊片系(xi)統：由電芯(xin)芯(xin)軸、芯(xin)軸驅動裝置、芯(xin)軸支(zhi)撐裝置、疊片工作臺、張力控制(zhi)系(xi)統、邊緣對位裝置等組成。

       4.下(xia)料系(xi)統：用于將疊片完成的(de)電芯組(zu)件送出疊片機(ji)，通常由(you)自動(dong)下(xia)料機(ji)構組(zu)成。

       疊片機相比卷繞機具有更高的生產效率和更廣泛的適用范圍，可以用于生產不同規格和形狀的電芯組件。同時，疊片機也具有較高的自動化程度和較高的生產穩定性，能夠滿足鋰電池生產線的高效率和高品質的生產要求。

后(hou)段：化成分容及測試分選設備工(gong)序

鋰(li)電(dian)池生產中的后段工序主要(yao)包(bao)(bao)括(kuo)化成(cheng)、分容和測試分選(xuan)，其主要(yao)設(she)(she)備包(bao)(bao)括(kuo)化成(cheng)爐、分容機、測試設(she)(she)備、分選(xuan)機等(deng)。

1、化成

       化成(cheng)是指將(jiang)電芯組件進(jin)行初次充電的過(guo)(guo)程，以激活電芯內部的材料并確保其性(xing)能穩定。化成(cheng)通(tong)常使用化成(cheng)爐進(jin)行，將(jiang)電芯組件放入化成(cheng)爐中，根(gen)據化成(cheng)工藝和(he)參數進(jin)行加(jia)熱和(he)充電，完成(cheng)化成(cheng)過(guo)(guo)程。

2、分容

       分(fen)容(rong)是(shi)指(zhi)根據電(dian)芯組(zu)件(jian)(jian)的容(rong)量大小進行(xing)分(fen)類(lei)，確保(bao)電(dian)芯組(zu)件(jian)(jian)的性(xing)能和容(rong)量穩定(ding)。分(fen)容(rong)通(tong)常(chang)使用分(fen)容(rong)機(ji)進行(xing)，將(jiang)化成后的電(dian)芯組(zu)件(jian)(jian)送(song)入分(fen)容(rong)機(ji)中，通(tong)過對電(dian)芯組(zu)件(jian)(jian)的充放電(dian)過程進行(xing)測試和篩(shai)選，將(jiang)容(rong)量相近的電(dian)芯組(zu)件(jian)(jian)分(fen)成不(bu)同的組(zu)別。

3、測試分選：

       測試分(fen)(fen)(fen)選(xuan)是指對電(dian)(dian)(dian)芯組件(jian)進行電(dian)(dian)(dian)性能測試和(he)質量分(fen)(fen)(fen)選(xuan)的(de)過程，以確(que)保(bao)電(dian)(dian)(dian)芯組件(jian)的(de)性能和(he)質量符合(he)要求(qiu)。測試分(fen)(fen)(fen)選(xuan)通常使用測試設備(bei)和(he)分(fen)(fen)(fen)選(xuan)機進行，對電(dian)(dian)(dian)芯組件(jian)的(de)內阻、電(dian)(dian)(dian)壓、容量、循環壽命等進行測試和(he)分(fen)(fen)(fen)析，將合(he)格的(de)電(dian)(dian)(dian)芯組件(jian)分(fen)(fen)(fen)選(xuan)出來進行下一步的(de)組裝和(he)封裝。

       后段工序是鋰電池生產中比較關鍵和復雜的環節，需要依靠先進的化成分容和測試分選設備，保證電芯組件的性能和質量達到要求，從而確保生產的鋰電池具有更高的性能和穩定性。

鋰電設備行業特點

鋰電池設備行業(ye)是一個技術含量較高、發展較快的新興產業(ye)，其(qi)特點主(zhu)要包括以下幾個方(fang)面：

1、技術含量高：

       鋰電(dian)池設備(bei)制造(zao)需要(yao)涉及(ji)多個學科領(ling)域，如化學、物(wu)理、電(dian)子(zi)、機械等，同時需要(yao)掌握先(xian)進的材料制備(bei)、加工、測試、應用(yong)等技術(shu)，因(yin)此對技術(shu)人才的要(yao)求比(bi)較高。

2、需求市場廣闊：

       隨著移動設(she)備(bei)、電動汽車(che)、儲(chu)能等領(ling)域的快速發展(zhan)，鋰電池設(she)備(bei)在市場上的需求越來(lai)越大，具有廣闊的市場前景和發展(zhan)潛力。

3、競爭激烈：

       鋰(li)電池設備行業競(jing)爭激烈，市場(chang)上有很多廠家，技術水(shui)平、產品質(zhi)量、成本控制等方(fang)面的(de)競(jing)爭都非常(chang)激烈。

4、產業鏈完整：

       鋰(li)電(dian)池設備行業(ye)(ye)的產(chan)業(ye)(ye)鏈比較完整，包括鋰(li)電(dian)池材料、電(dian)芯(xin)、模組、電(dian)池組等環節(jie)，各個環節(jie)之間相(xiang)互(hu)依存，互(hu)相(xiang)促進。

5、持續創新：

       鋰(li)電(dian)池設(she)備行業(ye)的(de)發(fa)展迅速，技術和市場需求(qiu)都在(zai)不(bu)斷變化，需要持續進行技術創新和產品升(sheng)級(ji)，以滿足(zu)市場需求(qiu)和提升(sheng)市場競(jing)爭力。

總的來說，鋰(li)電(dian)池(chi)設備行業是一(yi)個(ge)充滿機(ji)遇和(he)(he)挑(tiao)戰的行業，需(xu)要企業具備雄(xiong)厚的技術實力(li)和(he)(he)市場競爭力(li)，才能在(zai)市場上取得一(yi)席之(zhi)地。