鋰電池?zé)釅夯晒袷卿囯姵厣a(chǎn)中的關(guān)鍵設(shè)備,主要用于電池的熱壓成型和化成工藝4。以下是關(guān)于它的詳細(xì)介紹:工作原理4溫度控制:通過內(nèi)部的加熱系統(tǒng)為電池提供高溫環(huán)境,有助于電池內(nèi)部材料的均勻分布和化學(xué)反應(yīng)的充分進(jìn)行。溫度控制系統(tǒng)能實時監(jiān)測和調(diào)整溫度,確保電池在適宜的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行化成。壓力施加:具備壓力控制系統(tǒng),對電池施加一定壓力,有助于增加電極材料的接觸面積,促進(jìn)活性物質(zhì)的均勻分布,從而提高電池性能。壓力控制系統(tǒng)也能實時監(jiān)測和調(diào)整壓力,保證化成過程的穩(wěn)定性和一致性。系統(tǒng)組成2熱壓化成柜通常由上位機(jī)(普通電腦安裝控制軟件)、下位機(jī)(MCU)、充電主板、散熱風(fēng)扇等組成。主要功能4熱壓成型功能:通過加熱和加壓使電池極片與隔膜緊密結(jié)合,確保電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)均勻,提升能量密度和性能??删_調(diào)控溫度、壓力和時間,保證一致性。化成功能:對電池進(jìn)行充放電,使材料形成穩(wěn)定的 SEI 膜,提升電池的循環(huán)壽命和安全性。充放電控制支持不同電流、電壓和時間的設(shè)置,滿足多樣化需求。真空環(huán)境下化成效率提升30%,減少電解液氧化分解風(fēng)險。上海高溫夾具化成柜廠家
鋰電池?zé)釅夯晒竦男阅軆?yōu)勢:提高化成效率:相比傳統(tǒng)的化成設(shè)備,可節(jié)省 30%-50% 的化成時間,有效提高生產(chǎn)效率1。提升電池性能:通過優(yōu)化溫度、壓力、充放電控制等參數(shù),能夠促進(jìn) SEI 膜的形成,提高電池的能量密度、循環(huán)壽命以及充放電性能等關(guān)鍵指標(biāo)。增強(qiáng)電池一致性:精確控制各項參數(shù),使電池在化成過程中受到的環(huán)境條件和處理過程更加一致,從而提高電池組的一致性,降低電池組內(nèi)各電池之間的性能差異。高度自動化:具備自動充放電切換、自動電流設(shè)置和掉電保護(hù)等功能,減少了人工操作的時間損耗和誤差,可實現(xiàn) 24 小時不間斷運(yùn)行,提高生產(chǎn)效率的同時降低了人工成本。安全可靠:配備完善的安全防護(hù)措施,如防爆設(shè)計、氣體濃度監(jiān)測、緊急停機(jī)系統(tǒng)、過流 / 過壓 / 欠壓保護(hù)等,確?;蛇^程的安全可靠。深圳數(shù)碼電池?zé)釅夯晒穸ㄖ?/a>熱壓化成柜的自動化程度高,減少人工操作,提高工作效率。
熱壓化成設(shè)備(以鋰電行業(yè)為例)是一種集熱壓成型與電化學(xué)化成于一體的裝備,其優(yōu)勢在于工藝集成化、高精度控制和性能優(yōu)化。以下是其突出的優(yōu)勢:
1.提升電池性能增強(qiáng)電極界面穩(wěn)定性:熱壓減少極片孔隙,化成形成均勻SEI膜,延長循環(huán)壽命。
2.提高能量密度:高壓實密度(如石墨負(fù)極可達(dá)1.7g/cm3以上)增加活性物質(zhì)占比。
3.降本增效減少設(shè)備投入:傳統(tǒng)工藝需單獨的熱壓機(jī)和化成柜,一體化設(shè)備節(jié)省30%以上成本。
4.降低能耗:化成階段的熱壓余熱可利用,能耗降低約20%。適配先進(jìn)工藝兼容新型材料:如硅碳負(fù)極(需低壓力高溫度)、固態(tài)電解質(zhì)(需高溫高壓)。
5.支持快充化成:通過脈沖電流或階梯式加壓縮短化成時間(傳統(tǒng)24小時→8小時)。
6.安全與可靠性防爆設(shè)計:密閉腔體+惰性氣體保護(hù)(如N?),避免電解液揮發(fā)風(fēng)險。故障自診斷:實時監(jiān)測壓力泄漏、溫度異常等,自動停機(jī)保護(hù)。
熱壓化成柜:打破材料與結(jié)構(gòu)壁壘的效率同規(guī)格鋰電池因材料體系與內(nèi)部結(jié)構(gòu)差異,化成效率呈現(xiàn)分化 —— 以 18650 電芯為例,傳統(tǒng)石墨體系化成周期約 12 小時,而硅碳負(fù)極體系需 20 小時以上。熱壓化成柜通過「材料特性解碼 - 工藝參數(shù)映射」的智能邏輯,構(gòu)建差異化解決方案:一、材料基因決定工藝路徑:從分子層面重構(gòu)化成邏輯高鎳正極(NCM811):因晶格穩(wěn)定性差,傳統(tǒng)化成易出現(xiàn)過渡金屬溶出。設(shè)備啟用「低溫梯度熱壓」:60℃預(yù)熱使 Li + 擴(kuò)散速率提升 40%,配合 0.6MPa 壓力抑制晶界裂紋,同步采用 0.1C-0.3C-0.1C 三段式充電,使化成時間從 24 小時壓縮至 16 小時,且容量保持率提升至 95%。硅碳負(fù)極:針對嵌鋰膨脹導(dǎo)致的 SEI 膜破裂問題,設(shè)備在充電至 3.0V(硅開始嵌鋰)時,自動將壓力從 0.5MPa 線性升至 1.2MPa,同時啟動 85℃恒溫加速電解液浸潤,使化成周期從 28 小時縮短至 18 小時,首效突破 85%。磷酸鐵鋰厚極片(120μm):采用「真空 - 壓力」協(xié)同工藝:先抽真空至 - 0.09MPa 加速電解液滲透,再分階段升壓(0.4→0.8→1.2MPa),配合 60℃→45℃梯度降溫,使化成時間從 20 小時壓縮至 12 小時,極片浸潤深度達(dá) 98%。電池分容化成柜運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接及 SQL 數(shù)據(jù)庫,集中管理多臺機(jī)柜數(shù)據(jù)。
鋰電池化成柜是功能與工作原理
1、主要的功能化成工藝對注液后的鋰電池進(jìn)充電,在負(fù)極表面形成穩(wěn)定的SEI膜(固體電解質(zhì)界面),減少后續(xù)循環(huán)中的電解液分解,提升電池壽命。通過多階段恒流(CC)、恒壓(CV)充電,精確調(diào)控SEI膜的生長質(zhì)量。充放電支持多通道控制(如32通道/柜),每通道可單獨設(shè)置電流、電壓、截止條件。具備自動切換充放電模式,部分設(shè)備支持脈沖化成以優(yōu)化電極結(jié)構(gòu)。安全與監(jiān)測實時監(jiān)測電壓、電流、溫度等參數(shù),異常時觸發(fā)報警或斷電。掉電保護(hù):數(shù)據(jù)自動保存,恢復(fù)供電后可繼續(xù)作業(yè)。功能溫度調(diào)控:集成加熱/冷卻系統(tǒng)(如液冷模塊),維持電池在25±2℃比較好的化成溫度。均衡充電:對電池組內(nèi)單體電壓差異進(jìn)行動態(tài)調(diào)整,提升一致性
2.工作原理硬件架構(gòu)上位機(jī)(工控機(jī)):運(yùn)行化成配方管理軟件,下發(fā)指令至下位機(jī)。下位機(jī)(PLC/單片機(jī)):執(zhí)行實時管控,采集數(shù)據(jù)并反饋。高精度電源模塊:提供μA級電流分辨率,電壓誤差≤±0.05%。傳感器網(wǎng)絡(luò):監(jiān)測電池內(nèi)阻、溫度等,部分設(shè)備配備氣體傳感器(監(jiān)測電解液揮發(fā))。軟件系統(tǒng)支持MES系統(tǒng)對接,實現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)追溯??删幊袒汕€(如先0.02C小電流活化,后階梯式提升至1C)。 熱壓化成柜通過高溫高壓,讓電池極片與隔膜緊密貼合,消除內(nèi)部空隙,增強(qiáng)電池品質(zhì)。深圳壓力化成柜控制系統(tǒng)
熱壓化成柜的控溫范圍和精度高,確保電池化成結(jié)果的準(zhǔn)確性。上海高溫夾具化成柜廠家
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。 上海高溫夾具化成柜廠家