鋰電池化成柜主要用于電池生產(chǎn)的三大工藝:化成(Formation):通過充放電激發(fā)電池正負(fù)極材料,在負(fù)極表面形成穩(wěn)定的固態(tài)電解質(zhì)界面膜(SEI膜),是電池獲得電化學(xué)性能的關(guān)鍵步驟。老化(Aging):又稱“時效處理”,將化成后的電池在特定溫度下靜置或循環(huán)充放電,使電池內(nèi)部化學(xué)體系趨于穩(wěn)定,提升性能一致性。分容(Grading):對電池的容量、電壓、內(nèi)阻等參數(shù)進(jìn)行測試和分級,篩選出性能匹配的電池,便于后續(xù)成組使用(如動力電池組、儲能電池組等)。
(一)系統(tǒng)功能:作為化成柜的 “大腦”,負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)各模塊工作,執(zhí)行工藝參數(shù)設(shè)定(如充放電電流、電壓、溫度閾值等)、流程調(diào)度(化成 - 老化 - 分容的順序)及故障診斷。技術(shù)要點:采用可編程邏輯器(PLC)或工業(yè)計算機(jī)(IPC),具備高可靠性和實時性;支持人機(jī)交互界面(HMI),方便操作人員設(shè)置參數(shù)、監(jiān)控實時數(shù)據(jù);可對接工廠 MES 系統(tǒng),實現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的上傳與追溯 支持-40℃~150℃寬溫域測試,滿足新能源汽車電池全氣候驗證需求。龍崗化成柜按需定制
化成柜的溫度控制系統(tǒng)是保障電池化成質(zhì)量模塊
鉑電阻(PT100/PT1000):精度高(可達(dá) ±0.1℃),線性度好,響應(yīng)時間快(<100ms),主要安裝在加熱元件表面、電池夾具內(nèi)部及柜體關(guān)鍵區(qū)域,監(jiān)測溫度。
熱電偶(K 型、T 型):測溫范圍廣(-200℃~1300℃),響應(yīng)速度極快(<50ms),常用于高溫區(qū)域(如加熱板邊緣)或快速溫度變化場景。
紅外傳感器:非接觸式測量,可實時監(jiān)測電池表面溫度分布,避免接觸式傳感器對電池造成物理干擾,尤其適用于軟包電池。
控制器基于傳感器反饋的數(shù)據(jù),執(zhí)行控制算法,調(diào)節(jié)加熱/冷卻功率,確保溫度穩(wěn)定在設(shè)定值。
PLC(可編程邏輯控制器):工業(yè)級控制器,抗干擾能力強(qiáng),支持多任務(wù)并行處理,可同時管理溫度、壓力、充放電等多個子系統(tǒng)。
PID控制算法:常用的控制策略,通過計算“設(shè)定值-實際值”的偏差(P)、偏差積分(I)和偏差微分(D),動態(tài)調(diào)整輸出功率,實現(xiàn)溫度的快速穩(wěn)定(無超調(diào)或微超調(diào))。
觸摸屏/HMI界面:操作人員可通過界面設(shè)定目標(biāo)溫度、升溫速率、保溫時間等參數(shù),并實時監(jiān)控溫度曲線、報警信息等。 浙江熱壓化成柜高溫壓力化成柜,為消費電子、動力電池生產(chǎn)提供關(guān)鍵工藝支持。
熱壓huc設(shè)備功能特點
1、精確壓力控制:集成壓力伺服系統(tǒng),可實現(xiàn) 0-5MPa 精確調(diào)壓,能適配不同封裝工藝的方形電池。比如,對于一些封裝較為緊密的電池,可通過精確調(diào)壓,在不損壞電池封裝的前提下,達(dá)到理想的負(fù)壓環(huán)境,保證化成效果。
2、多通道控制:具備多個化成通道,可同時對不同型號、不同容量或處于不同化成階段的電池進(jìn)行化成操作。例如,在同一生產(chǎn)線上,可能同時存在不同規(guī)格的方形電池需要化成,熱壓化成柜的多通道控制功能可滿足這一需求,提高生產(chǎn)效率。
3、自動化程度高:能夠自動進(jìn)行充放電切換、電流設(shè)置等操作,降低了人工干預(yù)的風(fēng)險,提高了生產(chǎn)效率。同時,自動化操作還能夠確?;蛇^程的穩(wěn)定性和一致性。以自動充放電切換為例,設(shè)備可根據(jù)預(yù)設(shè)的參數(shù),在電池達(dá)到特定的電壓或容量狀態(tài)時,準(zhǔn)確無誤地進(jìn)行充放電模式的切換,避免了人工操作可能出現(xiàn)的失誤和時間延遲。
對電池性能的提升:形成鈍化膜:有助于在電極(主要是負(fù)極)上形成有效的鈍化膜,即 SEI 膜。對于電池的穩(wěn)定性起著關(guān)鍵作用。提高電池的循環(huán)壽命和安全性。降低電池組內(nèi)各電池之間的性能差異。
在鋰電池?zé)釅夯晒裰?,合理的壓力梯度設(shè)置可以使電池從邊緣到中心部位均勻受壓。通過預(yù)先設(shè)定壓板不同區(qū)域的壓力參數(shù),或者采用特殊設(shè)計的彈性壓板,能夠確保壓力在電池表面的均勻分布,避免因局部壓力過大或過小導(dǎo)致電池極片變形不一致,進(jìn)而影響電池的整體性能和一致性 。
鋰電池?zé)釅夯晒駮喊鍎澐譃槎鄠€的壓力區(qū)域。每個區(qū)域都配備的壓力傳感器和調(diào)節(jié)裝置,操作人員可根據(jù)電池的尺寸、形狀和工藝要求,通過系統(tǒng)分別設(shè)定每個區(qū)域的壓力值。這種方式能夠模擬電池不同部位所需的壓力,比如對于方形電池,可適當(dāng)增大四角區(qū)域的壓力,確保邊角處的極片也能得到充分壓實,避免因邊緣壓力不足導(dǎo)致的電池膨脹問題 。 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。
電池類型與規(guī)格:明確要處理的鋰電池是軟包電池、圓柱電池還是方形電池,以及電池的具體尺寸、容量和化學(xué)體系等。不同類型和規(guī)格的電池對化成柜的夾具設(shè)計、溫度和壓力控制要求不同。例如,軟包電池對壓力和溫度的均勻性要求較高,而大容量動力電池可能需要更高的充放電電流和更精確的參數(shù)控制。生產(chǎn)規(guī)模:根據(jù)生產(chǎn)需求確定設(shè)備的通道數(shù)和產(chǎn)能。實驗室研發(fā)階段通常只需小型設(shè)備,通道數(shù)較少即可滿足需求;而大規(guī)模生產(chǎn)則需要選擇通道數(shù)多、自動化程度高的設(shè)備,以提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品一致性。性能指標(biāo):關(guān)注溫度控制精度、壓力控制精度、充放電控制精度等關(guān)鍵性能指標(biāo)。電池分容化成柜適用于生產(chǎn)與試驗場景,圓柱、鋁殼、聚合物電池皆可測試。江蘇熱壓化成柜
熱壓化成柜通過充放電過程啟動電池內(nèi)部活性物質(zhì),形成穩(wěn)定電化學(xué)結(jié)構(gòu)。龍崗化成柜按需定制
鋰電池?zé)釅夯晒竦慕Y(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)有多個正極夾具,壓板上對應(yīng)安裝有負(fù)極夾具。通過電機(jī)、轉(zhuǎn)軸、凸輪等傳動結(jié)構(gòu),可實現(xiàn)壓板的上下移動,從而對放置在夾具中的電池進(jìn)行夾持固定,適用于不同規(guī)格的電池。加熱系統(tǒng):為電池提供高溫環(huán)境,確保電池內(nèi)部材料均勻分布和化學(xué)反應(yīng)充分進(jìn)行。一般采用加熱絲、加熱管等加熱元件,配合溫度控制系統(tǒng)實現(xiàn)精確的溫度控制。龍崗化成柜按需定制