锂离子电池的生产工艺和环节

中国储能网新闻:锂离子电池主要由四部分组成:正极,负极,非水电解质和隔膜。当前,市场上最受欢迎的锂电池是磷酸铁锂电池和三元锂电池。两者的正极原料完全不同。生产过程相对较近,但是过程参数需要大大改变。如果用三元材料完全代替磷酸铁锂,则旧生产线的整流效果不好。对于电池制造商来说沐鸣娱乐2 ,有必要在生产线上更换大面积的设备。

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锂电池制造过程:前,中,后三个过程,分别占35%/ 30%/ 35%

锂电池的生产过程更加复杂。主要生产过程主要包括电极生产的搅拌和涂覆阶段(前阶段),电池单元合成的卷绕和注液阶段(中间阶段)以及化学包装的包装检查阶段(后段),其值(采购金额)约占(35〜40%):( 30〜35)%:( 30〜35)%。差异主要是由于设备供应商的不同以及进口/国内差异的比率,等等钱柜体育 ,工艺过程基本相同,价值比例有所偏差,但总体比例却与此相符。

与锂电池生产的第一道工序相对应的锂电池设备主要包括真空混合机,涂布机,辊压机等;中间工艺主要包括模切机,绕线机,堆高机,注液机等。后一个过程包括成型机,容量测试设备,过程仓储物流自动化等。此外,电池组的生产还需要电池组自动化设备。

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锂电池的前端生产工艺:极靴的制造与电池芯的性能有关

锂电池的前端过程的结果是完成锂电池正负极的制备。第一个过程是搅拌,即,将正极和负极固体电池材料均匀混合,然后添加溶剂,然后通过真空混合器搅拌成浆液。成分的混合是锂电池后续过程的基础,而高质量的混合则是后续涂覆和压延过程高质量完成的基础。

在涂布和辊压工艺之后进行纵切,即,在涂层上进行纵切工艺。如果在分切过程中产生毛刺,则可能会发生后续组装,电解液注入和其他程序,甚至在电池使用期间存在安全隐患。因此,锂电池生产过程中的前端设备,如搅拌机,涂布机,辊压机和纵切机,是电池制造的核心设备,与整个生产线的质量有关。因此,前端设备的价值(金额)占整个锂电池的比重。自动化生产线的比例最高,约为35%。

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锂电池中间工艺流程:效率第一,层压前缠绕

在锂电池制造过程中,中间过程主要是完成电池成型。主要工艺流程包括薄膜制作,极片缠绕,模切,电池缠绕成型和层压成型等,这是目前国内设备制造商竞争的更激烈的领域,约占锂电池价值的30%生产线。

当前,动力锂电池的核心制造工艺主要包括缠绕和层压。相应的电池结构主要是圆柱形和方形以及软包装。圆柱形和方形电池主要通过缠绕技术生产。电池组主要采用层压工艺。气缸主要以18650和26650为代表(特斯拉已经分别开发了21700电池,并且正在整个行业内推广)。方形包装和软包装之间的区别在于,外壳由硬质铝和铝塑薄膜制成。软包装主要是层压的。主要是铝壳被缠绕。

软包装结构主要面向中高端数字市场,每件产品的利润率更高。在相同容量条件下,相对利润要高于铝壳电池。由于铝壳电池容易产生规模效应,产品合格率和成本易于控制,因此目前它们在各自的市场领域均具有可观的利润,并且在可预见的将来很难完全取代它们。

由于缠绕工艺可以通过速度实现电池的高速生产,并且通过层压技术可以提高的速度受到限制,因此目前的家用动力锂电池主要使用缠绕工艺,因此绕线机当前比堆叠器大。

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与卷绕和层压生产相对应的先前工艺是极靴生产和模切。薄膜的生产包括缝隙极片/凸耳的焊接,极片除尘,保护带,凸耳包裹,以及卷绕或定尺切割。绕组极片用于随后的全自动绕组。切成一定长度的极靴用于随后的半自动绕组。冲极片是将狭缝极片进行卷绕和冲孔成型,以用于随后的层压过程。

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在锂电池的包装和焊接方面,联合赢,大韩和光大的主流激光技术集成应用制造商参与其中,无需进口即可满足需求。

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锂电池后端过程:体积转换是核心环节

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锂电池的后端生产过程主要分为容量分类,形成,测试,包装和存储四个过程,约占生产线价值的35%。成型和容量分离是后续过程中最重要的步骤,成型的电池将被激活并进行测试。由于电池的充电和放电测试周期长秒速飞艇 ,因此设备的价值最高。化学转化过程的主要功能是在液体注入和包装后对电池进行充电和激活,而体积过程则是测试电池容量和其他电性能参数并在激活电池后进行分类。成型和体积分离分别由成型机和体积分割机完成欧冠平台 ,通常由自动体积成型系统完成。

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锂电池组过程:看似简单,但需要与系统设计结合起来

动力电池组系统是一种电池组,它可以串联和并联连接许多单个电池锂电池加工,并集成了电池硬件系统,例如电源和热量管理。包装是动力电池系统生产,设计和应用的关键。这是上游电池组生产与下游车辆应用之间的核心联系。通常,设计要求是由电池单元工厂或汽车工厂提出的,通常是由电池工厂,汽车工厂或第三方包装的工厂提出的。

锂电池组生产线比较简单。核心过程包括进料,托槽粘贴,电焊,测试和其他过程。核心设备是激光焊接机和各种粘贴测试设备。目前,主要的锂电池设备制造商在该领域的自动化集成布局较少,而激光设备制造商(例如Han's Laser和United Win Laser)由于在激光设备领域的绝对优势而在包装设备领域具有较高的市场份额。

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目前,在包装生产中自动化的比例相对较低,这是因为当前新能源汽车的销量不够大,并且使用自动化生产线的成本很高。

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磷酸铁锂和三元锂:无法避免的能量密度,不同的材料需要全套设备投资

目前,国内主流动力锂电池的正极材料分为两种:磷酸铁锂和三元锂。其中,磷酸铁锂是目前锂离子电池最安全的正极材料锂电池加工,其循环寿命通常是2000倍以上。此外,由于行业的成熟,价格和技术门槛的下降已导致许多制造商考虑各种因素。将使用磷酸铁锂电池。然而,磷酸锂铁电池在能量密度方面具有明显的缺点。目前,比亚迪的磷酸铁锂锂电池领先者的能量密度为150Wh。到2017年底,比亚迪有望将能量密度提高到160Wh。从理论上讲,磷酸铁锂的能量密度很难超过200Gwh。

三元聚合物锂电池是指使用锰酸锂镍钴作为正极材料的锂电池。镍钴锰的实际比例可以根据具体需要进行调整。由于三元锂电池具有更高的能量密度(目前,宁德时报等一流动力电池制造商的三元锂电池的能量密度一般可以达到200Wh / kg-220Wh / kg。业内人士预计,电池单元将在2020年能量密度达到300Wh / kg的水平),乘用车市场已开始转向三元锂电池,而在对安全性有更高要求的乘用车中,磷酸铁锂更受欢迎。随着全电动乘用车的发展,三元锂电池占据着越来越重要的地位。

两种材料的能量密度和成本不同。不同的汽车和不同的汽车公司有不同的选择。两者在生产过程中大致相同,差异主要体现在材料的使用和比例,特定工艺参数的差异,设备不能在同一条生产线上生产以及简单转换和切换产能的成本更高(三元材料对的要求,例如真空除湿要求严格,而以前的磷酸铁锂生产线基本没有除湿要求),因此许多家电核心工厂将在其容量规划中同时部署和购买设备。

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