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          詳解:聚合物鋰電池生產工藝控制過程的幾個要點

          來源:聚合物鋰電池???發布時間:2019-08-12 14:52:57??閱讀數:

            一個質量好的聚合物鋰電池,除了原材料之外,對生產過程中的工藝控制、設備磨損等引入的雜質,都要求非常高,如果生產不當,則極容易引起電池安全性能的降低。本文就從聚合物鋰電池生產工藝過程入手,一一為大家解析每一步需要注意的關鍵點,希望對鋰電愛好者們有所幫助。

          一、聚合物鋰電池生產工藝之勻漿

          聚合物鋰電池生產工藝之勻漿

            聚合物鋰電池生產制作的第一步,就是漿料的分散。從圖中可以看出,勻漿設備的罐體、攪拌棒以及運輸管道都是金屬制成,因此便有可能引入金屬雜質,同時設備長期運轉也會導致磨損,這就要求鋰電池生產廠家在勻漿前對罐體進行清潔,定期對攪拌設備進行保養,對管道進行及時清潔,并持續跟蹤勻漿后電池的性能,建立屬于自己企業內部的清潔標準,從而生產出合格的聚合物鋰電池。

          鋰電池廠家

            另外需要指出的是,由于很多鋰電池廠家并不能保證一個勻漿線只制作一種類型的電池,那就需要在工作上認真仔細了,在原材料切換時對管道進行徹底的清洗,防止不同批次的粉料混在一起,后續帶來不必要的性能以及安全損失,當然,清潔的頻次、清潔后的標準等等都需要長期進行摸索,不同設備、材料的要求都是不一樣的,相信這一點,鋰電池廠家都是清楚的。

          二、聚合物鋰電池生產工藝之涂布

          聚合物鋰電池生產工藝之涂布

            聚合物鋰電池涂布,就是輥壓機的工作了,我們只需調節即可;不過各個輥的清潔、以及磨損后的修復是比較重要的,這樣可以避免雜質的混入,況且現在隨著雙面涂布設備的普及,涂布速度也越來越快,涂布設備的長度也越來越長,及時的發現問題,將會極大的提高電池的安全性。

          三、聚合物鋰電池生產工藝之碾壓

          聚合物鋰電池生產工藝之碾壓

            其實和涂布一樣,隨著能量密度的提高,材料的壓實密度也越來越高,因而對碾壓輥的清潔和保養就是避免雜質引入最好的管控手段。

          四、聚合物鋰電池生產工藝之分切

          聚合物鋰電池生產工藝之分切

            現在的聚合物鋰電池生產廠家大多采用自動化生產,而對于高度自動化的聚合物鋰電池生產企業而言,勻漿涂布出來的正負極寬度都是很寬的,所以需要進行分切,一般是用金屬的分切刀將寬幅分切成窄幅,從而適應后續生產工序。

            這就引入了關鍵的指標——毛刺,毛刺是與安全直接相關的,過大的毛刺將會直接導致聚合物鋰電池短路,所以,對于毛刺的控制是每個鋰電池廠家所要控制參數之中的重中之重。怎么去控制?一方面在于設備的精度、分切的工藝以及對橫向以及縱向毛刺的要求水平,另一方面在于分切刀的保養。

          五、聚合物鋰電池生產工藝之激光切

          聚合物鋰電池生產工藝之激光切

            此工序的主要目的是在于用激光從箔材中切出極耳部分,和分切一樣,關鍵控制點在于激光切后毛刺的控制水平,以及激光切之后粉塵和雜質是否能及時的清潔和移除,這也有賴于設備的自動化水平以及一系列先進的在線監測系統。

          六、聚合物鋰電池生產工藝之卷繞/疊片

          聚合物鋰電池生產工藝之卷繞/疊片

            對于卷繞而言,卷繞的對齊度,負極包覆正極的程度,以及最終切斷后正極、負極以及隔膜的毛刺程度是控制的關鍵點;

            對于疊片而言,同樣也是對齊度、包覆程度等等,都是屬于和安全性相關的指標,尤其是邊角處,更是控制的目標;

          聚合物鋰電池生產工藝之卷繞/疊片

            隨著技術的不斷發展,在線X-Ray檢測系統發揮了其應有的作用,取代了之前目測或抽檢的方法,極大的提高了生產效率以及產品的合格率。

          七、聚合物鋰電池生產工藝之裝配
           

            聚合物鋰電池裝配階段比較關鍵的點就是焊接了,對于鋁殼電池,無論是極耳的焊接還是連接片的焊接,或是電池蓋的焊接,關鍵檢測點都在于焊接的強度,焊接后粉塵的處理,焊縫的檢驗等等;我們就上述幾點一一展開討論:

          ①超聲波焊接

          聚合物鋰電池超聲波焊接

            對于極耳與連接片的焊接,一般采取超聲波焊接,焊印如右圖所示,設備一般自帶除塵裝置,焊接完成后通過吹氣或者吸氣的方式除去粉塵和金屬屑。對于關鍵控制點而言,會檢測焊接的強度,通過檢測拉力去檢測焊接強度,長時間使用會對焊頭有磨損,所以對設備也是需要進行定期的點檢以及對焊頭的修模等等。

          ②激光焊接

          鋁殼電池激光焊接

            對于鋁殼電池蓋和電池殼的焊接一般采用激光焊接的方法進行焊接,理想的焊接處放大后應該有連續的魚鱗紋,均勻的焊接厚度等等,這個工序依然要關注焊接的粉塵和金屬雜質的去除,防止將粉塵和雜質引入到電池內部中。這個工序檢測設備較多,首先需要檢測焊接的好壞,一般用外部打壓、氦檢以及金相顯微鏡的方式去檢查。

          聚合物鋰電池檢查

            打壓是比較早的實驗方法,是通過將電池蓋上的防爆閥破壞后,往里充氣或者水,邊充邊觀察,可以看出泄漏點,同時,達到一定壓力后焊縫處破裂,以此來判斷焊接的好壞和強度;氦檢則是通過設備提供的密封空間充氦氣檢查泄漏量來檢查焊接的好壞;金相顯微鏡則是通過將將焊縫剖開后,放大觀察是否有空洞、砂眼等缺陷來判斷焊接的好壞,畢竟,電池是要經過長時間的使用,焊接的強度需要承受電池整個生命周期中的使用和耐久,所以,必須經過多方面的考驗。

          ③熱封

          軟包電池熱風

            軟包電池的封裝采用的是熱封的方式,通過封頭加溫來熔化鋁塑膜的膠層達到封裝的目的,需要關注的是封裝后封印的溶膠厚度,是否存在過封、漏封、缺陷等等。

          八、后續工序

            隨著聚合物鋰電池裝配工藝的完成,主要的機械化的制造過程就已經告一段落,后續進行電池的烘干、注液、預充、化成、分選等,每個步驟都有相關的工藝文件和檢測標準,與安全相關的制作過程也很少,有烘干后的短路測試、分選后的一致性篩選等,隨著電池技術水平的不斷提高,這些檢測設備的精度也會隨之提高。

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