锂电池制造工艺(yi)流(liu)程及生产原(yuan)材料(liao)介绍
发布时间:2018-07-13 |
锂电池制造工艺(yi)流程(cheng)及生产原材(cai)料介(jie)绍。目前市场上(shang)采用(yong)较(jiao)多的锂(li)电池主(zhu)要为(wei)磷酸(suan)铁锂(li)电池和三元(yuan)锂(li)电池,二者(zhe)正极原材(cai)料差(cha)异较(jiao)大(da),生产工艺(yi)流程(cheng)比(bi)较(jiao)接近(jin)但工艺(yi)参数需变化(hua)巨大(da)。锂(li)电池的生产工艺(yi)比(bi)较(jiao)复杂,本文小编(bian)就打架介(jie)绍一番。
一、锂(li)电池(chi)制造工艺流(liu)程(cheng):
锂(li)电(dian)(dian)(dian)池制造工艺:前(qian)中后三道工序,占比接(jie)近35%/30%/35%。主要(yao)(yao)生产(chan)工艺流程主要(yao)(yao)涵盖电(dian)(dian)(dian)极制作的搅(jiao)拌涂布阶段(duan)(前(qian)段(duan))、电(dian)(dian)(dian)芯合成的卷绕(rao)注(zhu)液阶段(duan)(中段(duan)),以及化成封装(zhuang)的包装(zhuang)检测阶段(duan)(后段(duan)),价(jia)值量(采购(gou)金额)占比约为(35~40%):(30~35)%:(30~35)%。差异主要(yao)(yao)来(lai)自于设(she)备供应商(shang)不同、进口/国产(chan)比例(li)(li)差异等,工艺流程基本一致,价(jia)值量占比有偏差但总(zong)体符(fu)合该比例(li)(li)。
客观地讲,锂(li)电池生产(chan)工(gong)(gong)艺(yi)(yi)流程分为三(san)大工(gong)(gong)段,一是(shi)极片制(zhi)作,二是(shi)电芯(xin)制(zhi)作,三(san)是(shi)电池组(zu)装(zhuang)(zhuang)。在锂(li)电池生产(chan)工(gong)(gong)艺(yi)(yi)中,极片制(zhi)作是(shi)基(ji)础、电芯(xin)制(zhi)作是(shi)核心,电池组(zu)装(zhuang)(zhuang)关系到锂(li)电池成品质量。锂(li)电池生产(chan)工(gong)(gong)艺(yi)(yi)流程具体(ti)环节包(bao)(bao)含(han)正极拉浆(jiang)、负(fu)(fu)极拉浆(jiang)、正极片、负(fu)(fu)极片、钢(gang)壳装(zhuang)(zhuang)配、注液及(ji)检测以(yi)及(ji)包(bao)(bao)装(zhuang)(zhuang)等。
锂电池(chi)前段生产工艺:极片制(zhi)造关系电池(chi)核心性能
锂电(dian)(dian)(dian)池(chi)前端(duan)工(gong)(gong)(gong)艺(yi)的(de)(de)结果是(shi)(shi)将锂电(dian)(dian)(dian)池(chi)正负(fu)(fu)极(ji)片制备完成(cheng),其第(di)一(yi)道(dao)工(gong)(gong)(gong)序是(shi)(shi)搅(jiao)拌(ban),即(ji)将正、负(fu)(fu)极(ji)固态电(dian)(dian)(dian)池(chi)材料混(hun)合(he)均匀后(hou)(hou)加入(ru)溶(rong)剂,通过真(zhen)空搅(jiao)拌(ban)机搅(jiao)拌(ban)成(cheng)浆状。配(pei)料的(de)(de)搅(jiao)拌(ban)是(shi)(shi)锂电(dian)(dian)(dian)后(hou)(hou)续工(gong)(gong)(gong)艺(yi)的(de)(de)基(ji)础,高质(zhi)量搅(jiao)拌(ban)是(shi)(shi)后(hou)(hou)续涂布、辊压工(gong)(gong)(gong)艺(yi)高质(zhi)量完成(cheng)的(de)(de)基(ji)础。
涂布(bu)和辊(gun)压工(gong)艺(yi)之后是(shi)分(fen)(fen)切,即对涂布(bu)进(jin)行分(fen)(fen)切工(gong)艺(yi)处理。如(ru)若分(fen)(fen)切过(guo)程中产(chan)(chan)生(sheng)毛刺则后续装配、注电解液等程序(xu)、甚至是(shi)电池使用(yong)过(guo)程中出现(xian)安(an)全隐患。因(yin)此(ci)锂(li)电生(sheng)产(chan)(chan)过(guo)程中的前端(duan)(duan)设(she)备(bei),如(ru)搅拌机(ji)(ji)、涂布(bu)机(ji)(ji)、辊(gun)压机(ji)(ji)、分(fen)(fen)条(tiao)机(ji)(ji)等是(shi)电池制造(zao)的核(he)心(xin)机(ji)(ji)器,关乎整(zheng)条(tiao)生(sheng)产(chan)(chan)线的质量(liang),因(yin)此(ci)前端(duan)(duan)设(she)备(bei)的价值(zhi)量(liang)(金额)占整(zheng)条(tiao)锂(li)电自动化生(sheng)产(chan)(chan)线的比(bi)例(li)最高(gao),约35%。
锂电(dian)池中段工艺流程:效(xiao)率先(xian)行,卷绕走在(zai)叠(die)片之前
锂(li)电池(chi)制造(zao)过程中,中段工艺主(zhu)要(yao)是完成(cheng)电池(chi)的成(cheng)型(xing),主(zhu)要(yao)工艺流程包括制片(pian)、极片(pian)卷(juan)绕(rao)、模切、电芯卷(juan)绕(rao)成(cheng)型(xing)和叠片(pian)成(cheng)型(xing)等,是当前国内设备厂(chang)商竞争比(bi)较激烈的一个领域,占锂(li)电池(chi)生产线价值量约30%。
目前(qian)动力锂电(dian)(dian)池的电(dian)(dian)芯制造工艺主(zhu)要有卷绕(rao)和(he)叠片两种,对应的电(dian)(dian)池结构(gou)形(xing)式主(zhu)要为圆柱与方(fang)形(xing)、软(ruan)包(bao)三(san)种,圆柱和(he)方(fang)形(xing)电(dian)(dian)池主(zhu)要采用卷绕(rao)工艺生产,软(ruan)包(bao)电(dian)(dian)池则主(zhu)要采用叠片工艺。
锂电池后段工艺流(liu)程(cheng):分(fen)容化(hua)成(cheng)是核心环节
锂电(dian)池后(hou)段(duan)生(sheng)(sheng)产工(gong)艺(yi)主(zhu)要为分(fen)容(rong)、化(hua)成、检测和(he)(he)包装入库(ku)四道(dao)工(gong)序,占生(sheng)(sheng)产线价(jia)值量(liang)约35%。化(hua)成和(he)(he)分(fen)容(rong)作(zuo)为后(hou)段(duan)工(gong)艺(yi)中最(zui)主(zhu)要环节(jie),对成型的电(dian)池进行激(ji)活检测,由(you)(you)于电(dian)池的充(chong)放电(dian)测试(shi)周(zhou)期长,因此设备的价(jia)值量(liang)最(zui)高。化(hua)成工(gong)艺(yi)的主(zhu)要作(zuo)用在于将(jiang)注(zhu)液封(feng)装后(hou)的电(dian)芯充(chong)电(dian)进行活化(hua),分(fen)容(rong)工(gong)艺(yi)则(ze)是在电(dian)池活化(hua)后(hou)测试(shi)电(dian)池容(rong)量(liang)及其(qi)他电(dian)性(xing)能参数并(bing)进行分(fen)级(ji)。化(hua)成和(he)(he)分(fen)容(rong)分(fen)别由(you)(you)化(hua)成机(ji)(ji)和(he)(he)分(fen)容(rong)机(ji)(ji)通常(chang)由(you)(you)自(zi)动化(hua)分(fen)容(rong)化(hua)成系统完成。
锂电池Pack工艺(yi):看(kan)似(si)简单但需要(yao)与系统性(xing)设(she)计结合
动力电(dian)池(chi)(chi)(chi)组系统(tong)(tong)是将众多单个的电(dian)芯(xin)通过(guo)串、并联的方式连(lian)接(jie)起(qi)来的电(dian)池(chi)(chi)(chi)组,综(zong)合了动力和(he)热管理等电(dian)池(chi)(chi)(chi)硬件系统(tong)(tong)。Pack是动力电(dian)池(chi)(chi)(chi)系统(tong)(tong)生产(chan)、设(she)计应用的关键,是连(lian)接(jie)上游电(dian)芯(xin)生产(chan)和(he)下(xia)游整(zheng)车的应用核心环节,通常(chang)设(she)计需(xu)求由电(dian)芯(xin)厂(chang)或(huo)汽车厂(chang)提出,通常(chang)由电(dian)池(chi)(chi)(chi)厂(chang)、汽车厂(chang)或(huo)者第三(san)方Pack厂(chang)完成。
锂(li)电池Pack产线相对简单,核心工序(xu)包括上料、支架粘(zhan)贴(tie)、电焊、检(jian)测等工艺(yi),核心设(she)备(bei)(bei)为激(ji)光(guang)焊接机以及各类粘(zhan)贴(tie)检(jian)测设(she)备(bei)(bei)。目前,各大(da)锂(li)电设(she)备(bei)(bei)厂商(shang)在(zai)此领(ling)域的(de)自动化集成(cheng)布(bu)局(ju)较少,而(er)大(da)族激(ji)光(guang)、联赢激(ji)光(guang)等激(ji)光(guang)设(she)备(bei)(bei)厂商(shang)由于在(zai)激(ji)光(guang)领(ling)域的(de)绝对优势,在(zai)Pack设(she)备(bei)(bei)领(ling)域占(zhan)有率(lv)较高。
二、锂电池(chi)生产(chan)原材料介绍:
生产锂(li)电池(chi)主要原材料包(bao)括(kuo)钴酸锂(li)、镍酸锂(li)、锰酸锂(li)、三原材料、磷(lin)酸铁锂(li)等等。
锂电(dian)(dian)池(chi)生产材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)构(gou)成主要(yao)有:正极(ji)(ji)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)、负极(ji)(ji)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)、隔膜、电(dian)(dian)解液。此(ci)外(wai)还(hai)包(bao)括(kuo)包(bao)装等(deng)其他(ta)部(bu)分。目(mu)前,锂电(dian)(dian)池(chi)原材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)供应充足,部(bu)分产品(pin)产能(neng)充足,竞争激烈,其市(shi)场(chang)价格不(bu)断下跌;但(dan)少(shao)部(bu)分高(gao)端(duan)产品(pin)产能(neng)不(bu)足,出现(xian)高(gao)端(duan)原材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)产品(pin)价格过高(gao)的(de)现(xian)象。总体(ti)来看,锂电(dian)(dian)池(chi)行业(ye)依(yi)旧火热(re)。
实际(ji)上,在(zai)锂电池(chi)正极材(cai)料领域(yu),任何(he)微小的(de)技术革新都有可能掀起(qi)新一轮的(de)市场拓展,我(wo)国(guo)企(qi)业应加强对正极材(cai)料关键技术的(de)研(yan)发攻(gong)关,取得国(guo)际(ji)领先地位,增强核心竞争力,在(zai)国(guo)际(ji)竞争中(zhong)取得优势。
由此(ci)可见,锂电(dian)(dian)池(chi)生产工艺流(liu)程(cheng)各(ge)个(ge)生产环(huan)节(jie)(jie)都(dou)与产品(pin)质量、安全性有紧(jin)密的联系(xi),锂电(dian)(dian)池(chi)生产过程(cheng)中(zhong)每(mei)一(yi)环(huan)节(jie)(jie)都(dou)要从严、从细进行管理(li),这样才能(neng)提升锂电(dian)(dian)池(chi)产品(pin)安全性能(neng)。锂电(dian)(dian)池(chi)材料(liao)总(zong)体存在(zai)中(zhong)低端产能(neng)过剩与高端产品(pin)供不应求(qiu)的现(xian)状。锂电(dian)(dian)池(chi)是(shi)性能(neng)卓越的新一(yi)代绿色高能(neng)电(dian)(dian)池(chi),已(yi)成(cheng)为高新技(ji)术发(fa)展的重点之一(yi)。