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18650圆柱形电池相关设备生产介绍

2024-06-12

18650圆柱形电池相关设备生产介绍

18650是一种锂离子电池,常见的18650电池也分为锂离子电池和磷酸铁锂电池。18650中的“18”指的是电池直径为18mm,“65”指的是电池长度为65mm,“0”表示它是圆柱形电池。其容量为31.5Ah,电压为3.6V。它是一种性价比很高的电池。 电池。

 

lithium battery


锂电池的生产过程漫长,涉及50多个工序,任何一个环节的故障都会影响锂离子电池的性能,甚至带来安全问题。

 

18650锂离子电池的制造工艺流程如下所示:


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所需设备

该工艺第一部分的主要工序是:混合、涂布、轧制、打样、生产、模切,涉及的设备主要有:混合机、涂布机、辊压机、打样机、生产机、模切机等。

1)
搅拌机

真空混合机是一套集分散、混合于一体的设备,适用于聚合物锂离子电池液、液态锂电池液、电子电池浆料、粘合剂、模具胶、固液材料的混合、反应、分散、溶解、均质、乳化等工艺。

 

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2)涂层机

涂覆的主要目的是将具有良好稳定性、粘度和流动性的浆料均匀地涂覆在正负极表面。其对锂电池的重要意义主要体现在三个方面:一致性、循环寿命和安全性。

在涂覆过程中,如果极板前、中、后正负极浆料涂层的厚度不一致,或者极板前后参数不一致,容易导致电池容量过低或过高,并且在电池循环过程中可能会形成锂析出,影响电池寿命。

涂布机是前一工艺的核心设备。涂布机经历了刮刀式、传送式和分切挤出式三种结构类型的演变。涂布机设备的先进程度主要从四个方面进行考察:涂布技术、张力技术、校正技术和干燥技术。

涂布效率是领先企业进一步提升技术竞争力的重要指标。在保证上述技术的前提下,目前领先的涂布设备主要集中于提高涂布效率,主要手段包括提高涂布机的运行速度和涂布宽度,领先企业的涂布速度可达120米/分钟,涂布宽度可达1400毫米。

中间工序的生产目标是完成电池芯的制造,主要工序有:绕线、注塑、包装,涉及的设备主要包括:绕线机、注塑机、包装设备(壳机、滚槽机、封口机、焊接机)。

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3)绕线机

张力控制是影响绕线机先进程度的核心技术。在整个绕线过程中,为了确保由电芯组装而成的电池具有高度一致性,应特别注意绕组的张力控制。

对于方形锂电池的绕组,需要保持绕组线速度不变,同时自动调节角速度,因此方形锂电池绕组的张力控制对技术要求更高。目前国内领先企业能够实现圆柱形电池张力波动控制在5%以下,方形电池张力波动控制在10%以下。

绕线机的自动校正技术和绕线速度也至关重要。校正系统能够确保电池绕线过程中电极片膜片的整齐缠绕,以及正负极/膜片之间的相对位置准确。目前,行业通常要求绕线后正负极片或膜片的上下偏差小于0.5mm,超过此值会影响电池的变形。

目前,国内领先企业的圆柱形卷绕单元可以达到18米/秒以上的高速卷绕速度,而方形卷绕单元需要保证恒定的线速度,因此变角速度卷绕速度较慢,国内领先企业可以达到0.8米/秒以上。

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4)焊接机

激光焊接机利用高能激光脉冲对小区域内的材料进行局部加热,激光辐射的能量通过热传导扩散到材料内部,熔化材料形成特定的熔池。

激光焊接是一种新型焊接方式,主要用于薄壁材料、精密零件的焊接,可实现点焊、对接焊、搭接焊、密封焊,具有深宽比小、焊缝宽度小、热影响区小、变形小、焊接速度快、焊缝光滑美观等优点。

焊接后无需加工或只需简单加工,焊缝质量高,无气孔,控制精确,聚焦光斑小,定位精度高,易于实现自动化。

该工艺后期主要工序包括:成型、体积分离、检测、分选等。涉及的设备主要包括:充卸机、检测设备等。

化学成分和测试体系是后一过程中最关键的环节。锂电池电芯的化学成分通过充放电实现电池的初始启动,从而激活电芯的活性物质,这是一个能量转换过程。

 

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5)充放电机

充放电机是化工组件产能的关键设备,也是后期应用最广泛的设备。充放电机的最小工作单元是通道数("channel")。一个通道可以对一个电池进行充放电。在实际使用中,一个充放电单元通常由一定数量的通道组成(例如24、32、64等)。

"unit" 包含多个 "channels",这是充放电机构组装安装时的最小单元,日韩公司称之为 BOX。原则上,一台充放电机可以由无数个 BOX 组成,但由于中国仍保留较多的人工操作习惯,一台充放电机的 BOX 数量通常不多,一条生产线往往需要十几台到几百台充放电机。


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