鉅大LARGE | 點擊量:2907次 | 2018年05月30日
鋰離子電池的生產(chǎn)工藝及環(huán)節(jié)
鋰電池的生產(chǎn)工藝流程:
第一步--電極漿料制備
主要是將電極活性材料、粘結(jié)劑、溶劑等混合在一起,充分?jǐn)嚢璺稚⒑螅纬蓾{料。
第二步--涂布
將第一步制備的漿料以指定厚度均勻涂布到集流體(鋁箔或銅箔等)上,并烘干溶劑。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
第三步--極片沖切
將上一步制作出來的極片沖切成指定的尺寸形狀。
第四步--疊片
將正負(fù)極片、隔膜裝配到一起,完成貼膠后,形成極芯。
第五步--組裝軟包電池
將上一步生產(chǎn)的極芯裝入已經(jīng)沖好坑的鋁塑膜,并完成頂封、側(cè)封等(還要留個口注液),形成未注液的軟包電池。
第六步--注液
將指定量的電解液注入軟包電芯內(nèi)部。當(dāng)然電芯要經(jīng)過烘烤,并且在低濕度環(huán)境下進(jìn)行注液操作,水分含量過多就不好了。
第七步--電池密封
在真空環(huán)境中將電芯內(nèi)部的氣體抽出并完成密封。
鋰電池的生產(chǎn)工藝比較復(fù)雜,主要生產(chǎn)工藝流程主要涵蓋電極制作的攪拌涂布階段(前段)、電芯合成的卷繞注液階段(中段),以及化成封裝的包裝檢測階段(后段),價值量(采購金額)占比約為(35~40%):(30~35)%:(30~35)%。差異主要來自于設(shè)備供應(yīng)商不同、進(jìn)口/國產(chǎn)比例差異等,工藝流程基本一致,價值量占比有偏差但總體符合該比例。
鋰電生產(chǎn)前段工序?qū)?yīng)的鋰電設(shè)備主要包括真空攪拌機、涂布機、輥壓機等;中段工序主要包括模切機、卷繞機、疊片機、注液機等;后段工序則包括化成機、分容檢測設(shè)備、過程倉儲物流自動化等。除此之外,電池組的生產(chǎn)還需要Pack自動化設(shè)備。
鋰電前段生產(chǎn)工藝:極片制造關(guān)系電池核心性能
鋰電池前端工藝的結(jié)果是將鋰電池正負(fù)極片制備完成,其第一道工序是攪拌,即將正、負(fù)極固態(tài)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(xù)工藝的基礎(chǔ),高質(zhì)量攪拌是后續(xù)涂布、輥壓工藝高質(zhì)量完成的基礎(chǔ)。
涂布和輥壓工藝之后是分切,即對涂布進(jìn)行分切工藝處理。如若分切過程中產(chǎn)生毛刺則后續(xù)裝配、注電解液等程序、甚至是電池使用過程中出現(xiàn)安全隱患。因此鋰電生產(chǎn)過程中的前端設(shè)備,如攪拌機、涂布機、輥壓機、分條機等是電池制造的核心機器,關(guān)乎整條生產(chǎn)線的質(zhì)量,因此前端設(shè)備的價值量(金額)占整條鋰電自動化生產(chǎn)線的比例最高,約35%
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(dāng)前國內(nèi)設(shè)備廠商競爭比較激烈的一個領(lǐng)域,占鋰電池生產(chǎn)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(yīng)的電池結(jié)構(gòu)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(chǎn),軟包電池則主要采用疊片工藝。圓柱主要以18650和26650為代表(Tesla單獨開發(fā)了21700電池、正在全行業(yè)推廣),方形與軟包的區(qū)別在于外殼分別采用硬鋁殼和鋁塑膜兩種,其中軟包主要以疊片工藝為主,鋁殼則以卷繞工藝為主。
軟包結(jié)構(gòu)形式主要面向中高端數(shù)碼市場,單位產(chǎn)品的利潤率較高,在同等產(chǎn)能條件下,相對利潤高于鋁殼電池。由于鋁殼電池易形成規(guī)模效應(yīng),產(chǎn)品合格率及成本易于控制,目前二者在各自市場領(lǐng)域均有可觀的利潤,在可以預(yù)見的未來,二者都很難被徹底取代。
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