熱壓化成柜是鋰電池生產(chǎn)中集熱壓成型與化成工藝于一體的設(shè)備,其作用貫穿電池性能優(yōu)化、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和質(zhì)量維護(hù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)
實(shí)現(xiàn)電池的熱壓成型,保持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性解決內(nèi)部間隙:鋰電池(尤其是軟包電池、疊片電池)在疊片或卷繞后,電極、隔膜等材料之間可能存在微小間隙。熱壓化成柜通過施加壓力(通常為 0.1-5MPa)和特定溫度(根據(jù)電池類型設(shè)定,一般 40-80℃),使電池內(nèi)部材料緊密貼合,減少虛接或接觸不良,降低內(nèi)阻。固定電池形態(tài):對于軟包電池,熱壓可幫助電芯保持規(guī)整的外形,避免后續(xù)工序中因結(jié)構(gòu)變形導(dǎo)致的極耳錯位、隔膜破損等問題;對于硬殼電池,熱壓能輔助殼體與內(nèi)部電芯的貼合,提升整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。促進(jìn)界面接觸:壓力和溫度的協(xié)同作用可改善電極材料與電解液的浸潤效果,減少界面阻抗,為后續(xù)化成反應(yīng)創(chuàng)造更均勻的環(huán)境。 配備防壓傷紅外傳感器和高溫防護(hù)罩,操作時戴耐高溫手套。深圳動力電池化成柜定制
化成柜的溫度控制系統(tǒng)是保障電池化成質(zhì)量模塊
鉑電阻(PT100/PT1000):精度高(可達(dá) ±0.1℃),線性度好,響應(yīng)時間快(<100ms),主要安裝在加熱元件表面、電池夾具內(nèi)部及柜體關(guān)鍵區(qū)域,監(jiān)測溫度。
熱電偶(K 型、T 型):測溫范圍廣(-200℃~1300℃),響應(yīng)速度極快(<50ms),常用于高溫區(qū)域(如加熱板邊緣)或快速溫度變化場景。
紅外傳感器:非接觸式測量,可實(shí)時監(jiān)測電池表面溫度分布,避免接觸式傳感器對電池造成物理干擾,尤其適用于軟包電池。
控制器基于傳感器反饋的數(shù)據(jù),執(zhí)行控制算法,調(diào)節(jié)加熱/冷卻功率,確保溫度穩(wěn)定在設(shè)定值。
PLC(可編程邏輯控制器):工業(yè)級控制器,抗干擾能力強(qiáng),支持多任務(wù)并行處理,可同時管理溫度、壓力、充放電等多個子系統(tǒng)。
PID控制算法:常用的控制策略,通過計算“設(shè)定值-實(shí)際值”的偏差(P)、偏差積分(I)和偏差微分(D),動態(tài)調(diào)整輸出功率,實(shí)現(xiàn)溫度的快速穩(wěn)定(無超調(diào)或微超調(diào))。
觸摸屏/HMI界面:操作人員可通過界面設(shè)定目標(biāo)溫度、升溫速率、保溫時間等參數(shù),并實(shí)時監(jiān)控溫度曲線、報警信息等。 上海動力電池化成柜供應(yīng)商每層加熱單元單獨(dú)控溫,避免溫差。
一、加熱元件類型及特點(diǎn)壓夾具化成柜中常用的加熱元件為發(fā)熱板,其優(yōu)勢包括:柔性結(jié)構(gòu):材質(zhì)可貼合不同形狀的夾具表面,確保加熱均勻性。絕緣性與安全性:外層具備良好絕緣性能,避免加熱過程中漏電。升溫效率:電加熱方式響應(yīng)快,可在短時間內(nèi)達(dá)到設(shè)定溫度(通常50-80℃,根據(jù)電池類型調(diào)整)。壽命穩(wěn)定性:耐老化性能強(qiáng),適合長期連續(xù)工作場景。
二、加熱元件的分層分布設(shè)計加熱元件在化成柜內(nèi)采用分層分布式布局,具體設(shè)計邏輯如下:層間控溫:每層加熱板配備溫控模塊(如PID控制器),可根據(jù)電池堆疊高度調(diào)整局部溫度,避免上下層溫差過大(理想溫差≤±2℃)。熱傳導(dǎo)路徑優(yōu)化:加熱板與夾具直接接觸,通過熱傳導(dǎo)上升wendu;部分設(shè)計搭配風(fēng)扇對流,加速柜內(nèi)空氣循環(huán),輔助溫度均勻化。電池接觸式加熱:針對柱狀或軟包電池,加熱板可嵌入夾具凹槽,實(shí)現(xiàn)“零距離”熱傳遞,減少熱損耗。
鋰電池高溫?zé)釅夯晒裨谑褂眠^程中,規(guī)范操作與安全防護(hù)至關(guān)重要,以下詳細(xì)說明注意事項:
開機(jī)前硬件檢查加熱系統(tǒng):查看加熱板表面是否平整、無異物,熱電偶傳感器是否牢固插入測溫孔,確保溫度傳導(dǎo)準(zhǔn)確(誤差需≤±1℃)。
壓力系統(tǒng):檢查壓力缸、氣管是否漏氣(可通過保壓測試,設(shè)定壓力后觀察 30 分鐘,壓力下降需≤5%),壓力傳感器顯示是否歸零,應(yīng)急泄壓閥是否靈活。電氣連接:檢查電源線、充放電端子是否松動,柜體接地電阻需≤4Ω(避免漏電)。軟件與系統(tǒng)初始化開機(jī)后確認(rèn) PLC 程序版本,觸摸屏顯示參數(shù)(如溫度、壓力上限)是否與工藝要求一致,清理歷史故障記錄。
電池預(yù)處理:檢查電池外觀是否有破損、極耳氧化等問題,軟包電池需確保鋁塑膜無褶皺,方形電池需校準(zhǔn)厚度(誤差≤±0.1mm)。電池入柜前需預(yù)熱至室溫(25±5℃),避免因溫度驟變導(dǎo)致內(nèi)部電解液分層。安裝與固定將電池均勻放置在加熱板上,軟包電池需使用夾具平整夾緊(壓力分布誤差≤±3%),方形電池需對齊壓力板中心,避免偏壓導(dǎo)致極片錯位。連接充放電端子時,確保正負(fù)極對應(yīng),端子接觸電阻≤10mΩ(可用萬用表測量),避免接觸不良導(dǎo)致發(fā)熱。 適配新型電池:其高溫高壓環(huán)境(80-150℃、1-10MPa)可滿足硅碳負(fù)極、固態(tài)電池等新型材料的特殊工藝需求。
延長熱壓化成柜使用壽命的建議按使用強(qiáng)度制定維護(hù)計劃:
三班制設(shè)備縮短保養(yǎng)周期(如每 2 個月一次液壓系統(tǒng)檢查),單班制設(shè)備可按標(biāo)準(zhǔn)周期維護(hù)。關(guān)鍵部件優(yōu)先選用耐用型號:采購時選擇加熱板(不銹鋼材質(zhì))、壓力閥(耐磨合金閥芯)、PLC(工業(yè)級)等質(zhì)量部件,雖初期成本較高,但長期來看可減少更換頻率,降低總損耗。建立數(shù)據(jù)驅(qū)動的防護(hù)性維護(hù):利用設(shè)備數(shù)據(jù)記錄功能,監(jiān)測壓力調(diào)節(jié)響應(yīng)時間、溫度精度等參數(shù)的變化趨勢(如響應(yīng)時間從 2 秒增至 4 秒),在故障發(fā)生前提前更換部件,避免突發(fā)停機(jī)和連鎖損壞。優(yōu)化生產(chǎn)排程:減少不必要的型號切換,盡量集中生產(chǎn)同一類型電池;非生產(chǎn)時段(如夜間)關(guān)閉部分非必要功能(如加熱系統(tǒng)),降低部件空載損耗。 熱壓化成柜,為聚合物電芯高溫壓力化成而生,集加熱、控溫、施壓、充放電及通訊于一體。浙江熱壓夾具化成柜研發(fā)
化成后需檢查電池是否有鼓包、漏液、極耳氧化等問題。深圳動力電池化成柜定制
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)計算機(jī)(IPC),具備高可靠性和實(shí)時性;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 深圳動力電池化成柜定制