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湖南热压化成柜研发

来源: 发布时间:2025年07月09日

高温热压化成柜功能详解:

(一)电池化成功能

1.化成工艺原理高温+压力协同:在50-80℃高温环境下,配合0.1-0.5MPa正向压力(软包电芯场景),加速电解液浸润极片,并促进正负极界面SEI膜的均匀形成。例如,软包电芯采用铝塑膜封装,高温可提升锂离子迁移速率,压力则确保极片与电解液紧密接触,避免因封装柔软导致的浸润不均。

2.与负压化成的差异:区别于方形电芯的负压化成(通过负压差驱动电解液渗透),高温热压化成以“正压+温度”为驱动力,更适合结构柔软的软包电池或薄型电芯。

2.工艺优势提升

1.化成效率:高温环境使化成时间较常温工艺缩短20%-40%,同时压力作用下电解液渗透更彻底,减少“干区”(未浸润极片区域)。

2.优化SEI膜质量:均匀的温度与压力场可形成致密、稳定的SEI膜,降低电池内阻,提升循环寿命(如循环次数提升10%-15%)。

多功能集成:部分设备已实现 “化成 - 老化 - 分容” 一体化设计,减少电芯转运损耗,提升产线自动化程度。绿色节能:采用红外加热、余热回收等技术降低能耗(如能耗较传统设备降低 15%-20%),符合碳中和生产需求。高精度化:通过 AI 算法优化温度 - 压力 - 电参数的协同,进一步提升电池性能一致性(如容量偏差在 ±1% 以内)。

热压化成柜能有效促进电解液与电极充分接触,提升电池化成效果。湖南热压化成柜研发

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压力控制系统:由压力传感器、压力调节装置(如液压泵、气压阀等)和压力缓冲装置(如蓄能器、缓冲罐等)组成。根据设定压力值和传感器反馈的实际压力值进行比较和计算,通过控制压力调节装置精确调整施加在电池上的压力。电源系统:为化成过程提供稳定的电力供应,可精确控制充放电参数,如电流、电压、时间等,满足不同类型锂电池的化成需求。控制系统:实现对整个化成过程的自动化控制,包括温度、压力、充放电等参数的设置、监测和调整。通常采用 PLC 或计算机控制系统,具备人机交互界面,方便操作人员进行参数设置和设备监控3。数据采集系统:实时监测并记录电池化成过程中的电压、电流、容量等参数,保存每个电池的所有工步曲线,方便用户分析和评估电池性能。湖北锂电池热压夹具化成柜检测用伺服压力闭环系统,压力控制精度可达 ±0.01MPa。

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热压化成柜压力施加的原理细节、不同驱动方式对比、对电池性能的深层影响等角度

锂电池热压化成柜压力系统中的气缸驱动方式,以压缩空气为动力源,具有响应速度快的特点。在电池生产的快速节奏下,气缸能够迅速推动压板施加压力,并且通过调节气压大小,可实现对压力的灵活控制。这种方式结构简单、成本较低,适用于对压力精度要求相对不那么严苛的电池生产场景,能够高效完成极片的初步压实工作

伺服电机驱动的压力系统为锂电池热压化成柜带来了高精度的压力控制。伺服电机可以根据预设程序精确地控制压板的位移和压力大小,具备极高的位置精度和压力分辨率。通过编码器实时反馈位置信息,实现闭环控制,能够在热压过程中根据电池的不同状态和工艺要求,动态调整压力,确保每一块电池都能在适宜的压力条件下完成化成,提升电池的整体品质

不同类型的锂电池对热压化成柜压力施加的要求存在差异。例如,动力电池由于需要较高的能量密度,对极片的压实密度要求严格,通常需要在较大压力下进行热压;而消费类锂电池,在保证一定性能的前提下,为了降低生产成本和提高生产效率,压力设定相对较低。锂电池热压化成柜能够根据电池类型的不同,灵活调整压力参数,满足多样化的生产需求

温度与压力的协同:在热压阶段,先升温至设定温度(如 60℃),再施加压力,使材料在软化状态下完成压实;随后在保温保压状态下进行化成,确保 SEI 膜形成过程的稳定性。多通道单独控制:每个通道可单独运行不同的工艺参数,支持同时处理多种类型或批次的电池,提高生产效率。自动化流程:通过下位机(MCU)和上位机软件联动,实现 “热压→化成→冷却→卸料” 全流程自动化,减少人工干预,降低操作误差。精确控制:温度、压力、电流、电压的高精度控制(如温度 ±2℃、电流 ±0.1%)确保电池一致性。安全保护:过温、过压、过流保护机制及紧急停机功能,避免电池热失控或设备损坏。数据追溯:全程记录工艺参数,便于分析电池性能波动原因,优化生产工艺。创新夹具设计实现均匀压力分布,高温环境下电池化成良品率提高至98.5%。

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锂电池热压化成柜的性能优势:提高化成效率:相比传统的化成设备,可节省 30%-50% 的化成时间,有效提高生产效率1。提升电池性能:通过优化温度、压力、充放电控制等参数,能够促进 SEI 膜的形成,提高电池的能量密度、循环寿命以及充放电性能等关键指标。增强电池一致性:精确控制各项参数,使电池在化成过程中受到的环境条件和处理过程更加一致,从而提高电池组的一致性,降低电池组内各电池之间的性能差异。高度自动化:具备自动充放电切换、自动电流设置和掉电保护等功能,减少了人工操作的时间损耗和误差,可实现 24 小时不间断运行,提高生产效率的同时降低了人工成本。安全可靠:配备完善的安全防护措施,如防爆设计、气体浓度监测、紧急停机系统、过流 / 过压 / 欠压保护等,确保化成过程的安全可靠。高温压力化成柜,实时监测并调整温度、压力,确保化成过程一致性。湖南锂电池热压夹具化成柜控制系统

相比传统的化成设备,可节省 30%-50% 的化成时间。湖南热压化成柜研发

热压化成柜产品型号:卧式款/扁圆款应用领域:锂离子电池(方形、软包、圆柱)生产中的热压成型与化成工艺功能:一体化集成热压(加热加压)与化成(充放电),提升电池能量密度、一致性和良率。

1.热压化成柜是锂电池生产中的关键设备,主要用于电池的热压成型和化成工艺,其功能可分为以下几类:

热压成型功能(1)加热与温度控制均匀加热:采用高精度加热板(如铝制),确保电池受热均匀(温差≤±1℃)。温度可调:通常范围 50~150℃。多温区控制:适用于大尺寸电池,避免局部过热或冷却不均。

(2)极片压实与界面优化减少极片孔隙率,提升电池能量密度。促进电解液浸润,降低内阻。防止极片分层,提高电池循环寿命。

(3)压力控制精细施压:采用伺服电机或液压系统,压力范围 0.5~15MPa(可调),确保极片与隔膜紧密贴合。保压功能:保持恒定压力 1~30分钟(可编程),适应不同电池材料。压力曲线优化:支持线性/非线性加压,减少极片反弹或开裂风险

2. 行业应用价值提升能量密度:极片压实减少空隙,增加活性物质占比。提高良率:减少分层、气泡等缺陷,降低报废率。缩短工艺时间:热压与化成同步进行,优化生产节拍。适配新型电池:如硅负极、固态电池等特殊工艺需求。 湖南热压化成柜研发

标签: 化成柜