2023年09月04日 01:44--浏览 ·
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--评论前文我们提到，典型的锂离子电池制造流程通常可分为三大工序：前段工序（极片制造）、中段工序（电芯合成）、后段工序（化成封装）。上回我们具体介绍了前段工序（点击此处可跳转前段工序文章），本篇文章将着重介绍中段工序。锂电池制造的中段工序是装配段，其生产目标是完成电芯的制造。具体来说，中段工序就是将前段工序制成的（正、负）极片，与隔膜、电解质进行有序装配。由于方形铝壳、圆柱电池与软包电池、刀片电池等不同类型的锂电池的储能结构不同，导致它们在中段工序的技术路线也存在明显差异。二者最主要的不同，就是卷绕过程与叠片过程。卷绕卷芯卷绕过程是将正极片、负极片和隔离膜，通过卷绕机的卷针机构卷制在一起，相邻的正负极片之间被隔离膜隔绝；在卷芯纵向方向，隔离膜超出负极膜片，负极膜片超出正极膜片，防止正、负极片之间接触短路。卷绕完成后，通过收尾胶纸进行固定防止卷芯散开，然后流转到下一工序。在这一过程，最重要的就是确保正负极之间不发生物理接触短路，并且负极片横、纵两个方向都能完全包覆住正极片。由于卷绕的工艺特点，使其只能制备形状规则的锂电池。叠片相比之下，叠片工艺通过送片机构将正负极片和隔离膜交错堆叠，形成叠芯，可以制备规则形状或异形锂电池，灵活度更高。叠片通常是以集流体作为引出极耳，将正负极极片和隔膜按照正极—隔膜—负极顺序，逐层叠合在一起形成叠片电芯的过程。叠片方式既有将隔膜切断的直接叠片的积层式，也有隔膜不切断的Z字形叠片的折叠式。叠片工艺同一张极片不存在弯折现象，不存在卷绕工艺的“C角”问题，可以充分利用内壳的边角空间，单位体积的容量更高。相比于卷绕工艺制作的锂电池，叠片工艺制作的锂电池在能量密度、安全性、放电性能等方面具有明显优势。虽然卷绕工艺发展时间相对更长，工艺成熟、成本低、良率高，但随着新能源汽车的推广发展，叠片工艺以体积利用率高、结构稳定、内阻小、循环寿命长等优势特点成为了后起之秀。然而无论是卷绕还是叠片，二者均存在着明显的优缺点。叠片电池需要对极片进行数次切断，形成的断面尺寸比卷绕结构长，毛刺风险增加。卷绕电池边角处会浪费空间、卷绕张力的不均匀和形变可能引发的一致性问题等。因此，后续的X射线检测就显得极为重要。X射线检测对卷绕/叠片完成的电芯进行复查，检测内部结构是否符合生产工艺，比如叠片或绕卷的对齐度，极耳内部结构和正负极片的包覆情况等，控制产品质量，防止不合格电芯流入后工序；针对X-Ray检测环节，大成精密也推出了一系列X-Ray成像检测设备：X-Ray离线CT电池检测机X-Ray离线CT电池检测机：3D成像，通过切片可直接检测电芯长度和宽度两个方向的包覆，不受极片倒角和弯曲的影响，不受极耳、正极片陶瓷边、锥束光的影响。X-Ray在线卷绕电池检测机X-Ray在线卷绕电池检测机：和上游输送线对接，实现自动取电芯，放入设备进行内循环检测，并对NG电芯进行自动分拣，满足最大层数65层内外圈全检。X-Ray在线圆柱电池检测机X-Ray在线圆柱电池检测机：X射线穿透电池内部，由成像系统接收X射线成像和拍照，通过自主开发的软件及算法对图像进行处理，并自动测量和判断，确定良品和不良品，并将不良品挑选出来，设备前后端可与产线对接。X-Ray在线叠片电池检测机X-Ray在线叠片电池检测机：该设备和上游输送线对接，实现自动取电芯，放入设备进行内环检测，并对NG电芯进行自动分拣，OK电芯取出自动放入输送线，送入下游设备实现全自动化检测。X-Ray在线数码电池检测机X-Ray在线数码电池检测机：该设备和上游输送线对接，实现自动取电芯或人工手动投料，放入设备进行内环检测，并对NG电芯进行自动分拣，OK电芯取出自动放入输送线或装盘，送入下游设备实现全自动化检测。到这里，锂电池制造的中段工序就结束了。关于锂电池制造的后段工序，我们将会在下一期为大家继续介绍，敬请期待！}