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(shí)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(dòng)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(diǎn):采用可編程邏輯器(PLC)或工業(yè)計(jì)算機(jī)(IPC),具備高可靠性和實(shí)時(shí)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(shí)時(shí)數(shù)據(jù);可對接工廠 MES 系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的上傳與追溯 SEI 膜的質(zhì)量直接影響電池的循環(huán)壽命、容量、安全性等性能。浙江數(shù)碼電池?zé)釅夯晒穸ㄖ?/p>
熱壓huc設(shè)備功能特點(diǎn)
1、精確壓力控制:集成壓力伺服系統(tǒng),可實(shí)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(gè)化成通道,可同時(shí)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(shí)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(dòng)化程度高:能夠自動(dòng)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(xiǎn),提高了生產(chǎn)效率。同時(shí),自動(dòng)化操作還能夠確?;蛇^程的穩(wěn)定性和一致性。以自動(dòng)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(shí),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(shí)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。 上海熱壓化成柜廠家熱壓化成柜可提高儲能電池的性能和穩(wěn)定性,確保儲能系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。
高溫?zé)釅夯晒δ?
一、技術(shù)升級方向:采用多區(qū)控溫技術(shù),控溫精度可達(dá) ±1℃ 。通過將加熱區(qū)域細(xì)分,可根據(jù)不同電芯的需求或柜內(nèi)不同位置的溫度反饋,控制各區(qū)域溫度,從而極大提升溫度均勻性,保證電芯在更精確、穩(wěn)定的溫度環(huán)境下進(jìn)行化成反應(yīng),避免因局部溫度偏差影響電芯性能。
二、控制系統(tǒng)作用:集成PLC(可編程邏輯控制器)或工業(yè)計(jì)算機(jī),對溫度、壓力、時(shí)間等關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行閉環(huán)控制。通過實(shí)時(shí)監(jiān)測和反饋,自動(dòng)調(diào)節(jié)加熱系統(tǒng)、壓力系統(tǒng)等組件的運(yùn)行狀態(tài),確保整個(gè)化成過程按照預(yù)設(shè)的工藝參數(shù)穩(wěn)定進(jìn)行,保障電芯化成的一致性和穩(wěn)定性。技術(shù)升級方向:引入AI算法,能夠自動(dòng)優(yōu)化工藝參數(shù)。AI算法可以對大量歷史生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析學(xué)習(xí),結(jié)合電芯的類型、材料、尺寸等信息,自動(dòng)尋找比較好的溫度、壓力、時(shí)間曲線,無需人工反復(fù)調(diào)試,不僅提高了生產(chǎn)效率,還能進(jìn)一步提升電芯的性能和良品率。
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(shí),而硅碳負(fù)極體系需 20 小時(shí)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(shí)間從 24 小時(shí)壓縮至 16 小時(shí),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(shí),自動(dòng)將壓力從 0.5MPa 線性升至 1.2MPa,同時(shí)啟動(dòng) 85℃恒溫加速電解液浸潤,使化成周期從 28 小時(shí)縮短至 18 小時(shí),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(shí)間從 20 小時(shí)壓縮至 12 小時(shí),極片浸潤深度達(dá) 98%。柜體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。
實(shí)驗(yàn)室小型化成柜是專為實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下少量電池樣品的化成工藝設(shè)計(jì)的設(shè)備,具有體積小、操作簡便、功能多樣等特點(diǎn),以下是相關(guān)介紹:
功能特點(diǎn):精確參數(shù):可精確電壓、電流、溫度及壓力等參數(shù),溫度精度可達(dá)±1℃,電壓誤差±2mV,能優(yōu)化電池內(nèi)部化學(xué)反應(yīng),形成穩(wěn)定SEI膜,提高電池循環(huán)壽命和安全性。
數(shù)據(jù)采集分析:具備數(shù)據(jù)記錄功能,能夠?qū)崟r(shí)記錄測試過程中的電流、電壓、容量等數(shù)據(jù),并生成測試報(bào)告,為后續(xù)分析和優(yōu)化工藝參數(shù)提供重要依據(jù)。安全性能可靠7:通常配備溫度傳感器和煙霧傳感器等,可實(shí)時(shí)監(jiān)測內(nèi)部溫度和煙霧數(shù)據(jù),當(dāng)出現(xiàn)異常時(shí)能及時(shí)預(yù)警并啟動(dòng)相應(yīng)保護(hù)措施,如滅火裝置等,保護(hù)設(shè)備和人員安全以及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不丟失。
操作簡便靈敏:占地少,便于在實(shí)驗(yàn)室有限空間內(nèi)安置,且操作相對簡單,可切換不同的測試任務(wù),能滿足小批量、多品種電池的化成需求。 鋰電池化成柜的技術(shù)迭代直接關(guān)聯(lián)電池性能。上海鋰電池?zé)釅夯晒裱邪l(fā)
配合傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測,智能調(diào)節(jié)輸出,穩(wěn)定維持設(shè)定高溫。浙江數(shù)碼電池?zé)釅夯晒穸ㄖ?/p>
鋰電池化成柜的性能直接影響電池的良率、一致性和生產(chǎn)成本,其在于通過“執(zhí)行-監(jiān)測-保護(hù)”的一體化設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)工藝的精確化和自動(dòng)化。隨著鋰電池技術(shù)向高能量密度、長壽命方向發(fā)展,化成柜也在不斷升級,以滿足新能源產(chǎn)業(yè)的規(guī)?;a(chǎn)需求。技術(shù)發(fā)展趨勢高功率與高精度:隨著動(dòng)力電池容量增大,化成柜向高電流(如100A以上)、高精度方向發(fā)展,同時(shí)支持多倍率充放電(0.1C~5C);智能化與網(wǎng)絡(luò)化:集成AI算法優(yōu)化工藝參數(shù),通過物聯(lián)網(wǎng)(IoT)實(shí)現(xiàn)多柜集群管理和遠(yuǎn)程監(jiān)控;綠色節(jié)能:推廣能量回饋技術(shù),降低能耗成本,同時(shí)采用散熱設(shè)計(jì)減少冷卻能耗;模塊化設(shè)計(jì):充放電模塊、數(shù)據(jù)采集模塊支持插拔更換,便于維護(hù)和擴(kuò)容,適應(yīng)柔性化生產(chǎn)需求。浙江數(shù)碼電池?zé)釅夯晒穸ㄖ?/p>