单体蓄电池是怎么样加工的?

2021-06-23      984 次浏览

单体蓄电池的加工


第一步,单体电极的加工


混:将电极活性材料、粘结剂、溶剂等混合在一起,充分搅拌分散后,形成浆料。


涂:将制备的浆料以指定厚度均匀涂布到集流体(铝箔或铜箔等)上。


烘:高温烘烤干燥处理。


混和烘是有联系的,烘是为了更好的将混合的浆料固定在铝箔或铜箔上,而烘流程是一个高耗能环节,如能改善该环节,即可降低锂蓄电池的正负极加工成本。


锂蓄电池的匀浆是锂蓄电池加工的关键环节,匀浆环节重要是将活性物质、粘结剂和导电剂等成分混合成为均匀的悬浊液,通常我们会首先将粘结剂分散成为胶液,然后有一些工艺会首先将导电剂与胶液分散成为导电胶,然后与活性物质混合。


有的工艺会将导电剂和粘结剂一起与胶液进行混合,匀浆的关键在于怎么将浆料中的各个成分分散均匀,为了达到这一目标要对匀浆工艺进行优化,目前重要的匀浆工艺重要分为干法匀浆和湿法匀浆,目前随着纳米材料的逐渐普及,目前厂锂蓄电池厂家也开始采用高速分散设备,利用高速剪切用途,使得浆料分散的更加均匀,此外有也不少材料厂家开发了大量的改善浆料分散行的助剂。


第二步,单体蓄电池的加工


在完成了上述的电极烘干过程后,我们就进入到了锂蓄电池加工的下一个环节单体蓄电池的加工。


压:辊压是对已涂好的正负极材料进行轧压使其压实更好的依附在铝箔或铜箔上。


切:分切是对已轧压好的极片按工艺标准分切成条。


为了防止烘干后的电极再次吸收水分,整个单体蓄电池加工环节都要在干燥间内进行。


方形动力锂蓄电池电芯的加工工艺重要有三大类,一种是卷绕工艺,这种工艺一般应用在圆柱形蓄电池的加工上,目前也应用在方形蓄电池的加工工艺上,这种工艺的重要优点是加工效率高,可以实现持续加工,缺点也很明显,由于电芯边缘处弯曲角度比较大,因此容易发生电极破碎,出现缺陷,特别是在厚电极的情况下,这一问题将变的更加严重;


第二种是叠片工艺,叠片工艺是一种比较理想的工艺,正负极极片首先会进行冲切,获得特定形状的极片,然后选择正极或者负极极片用隔膜制成封装袋进行保护,然后手工或者叠片机进行叠片,这种工艺的优点是不会引起极片形变,可以采用更厚的电极,但是由于叠片过程是一个非持续的过程,因此叠片工艺的加工效率比较低,采用这种工艺的厂家比较少;


第三种是Z型叠片工艺,这种工艺采用持续隔膜,将冲切好的正负极极片放置在隔膜中间,这种工艺在保留了叠片工艺的优点的基础上,也加速了加工过程,提高了加工效率,目前也有比较多的应用。


加工好的电芯首先要焊接极耳,极耳焊接方式重要是采用超声焊接工艺,采用卷绕工艺加工的电芯,受到电芯结构的限制单个电芯无法做的很厚,因此通常会将2-4个电芯并联焊接极耳,叠片工艺加工的蓄电池结构上没有限制,因此一般都是单个电芯焊接极耳。下一步就到了入壳工序,焊接好极耳的电芯外表裹上保护膜后,装入到蓄电池外壳之中,入壳后要把极耳与蓄电池壳的盖子上的正负极极柱采用超声焊、铆接等工艺连接在一起,然后将蓄电池的上盖和外壳通过激光焊接焊在一起。


在完成焊接后,通常还要进行检漏,并将其中漏率不合格的蓄电池剔除,常见的检漏方法包括直压、倍压和差压等方法,良好的密封性是保证锂蓄电池性能长期稳定可靠的关键,因此蓄电池检漏也是方形动力锂蓄电池加工中必不可少的一个环节。


经过检漏筛选的蓄电池接下来就到了非常重要的注液工序,由于锂蓄电池的电解液对水分十分敏感,因此注液过程必须在干燥间内部进行,为了改善电解液的浸润效果,通常要进行真空注液。


电解液充分浸润的蓄电池随后进入到了化成工序,化成重要是通过对蓄电池进行小电流的充放电,对蓄电池进行活化。


此外,由于电解液分解过程中通常会发加工气的问题,出现的气体可能会积累在电芯内,导致电解液浸润不充分,因此有的厂家为了将化成过程中的产气排出,也会将蓄电池封口安排在化成之后。


化成后的蓄电池还要进行老化,所谓的老化就是将满电态的蓄电池在一定的温度下进行搁置,搁置过程中由于锂蓄电池内部的一些副反应,会导致蓄电池的外电压和内阻的变化,通过对蓄电池包的电压、内阻和容量等指标进行监控,能够剔除掉那些自放电不合格和内阻不合格的蓄电池,以提高单体蓄电池的一致性,同时老化结果也是后续的蓄电池包匹配的重要参考依据,为了加速蓄电池老化的速度,提高加工效率,厂家通常会在高温(50-60℃)下进行老化,以缩短蓄电池老化时间。


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