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鋰電池制造工藝流程

鉅大LARGE  |  點擊量:10272次  |  2018年05月23日  

摘要
鋰電池的生產工藝流程:   第一步--電極漿料制備   主要是將電極活性材料、粘結劑、溶劑等混合在一起,充分攪拌分散后,形成漿料。

        鋰電池的生產工藝流程:


  第一步--電極漿料制備


  主要是將電極活性材料、粘結劑、溶劑等混合在一起,充分攪拌分散后,形成漿料。


  第二步--涂布


  將第一步制備的漿料以指定厚度均勻涂布到集流體(鋁箔或銅箔等)上,并烘干溶劑。


  第三步--極片沖切


  將上一步制作出來的極片沖切成指定的尺寸形狀。


  第四步--疊片


  將正負極片、隔膜裝配到一起,完成貼膠后,形成極芯。


  第五步--組裝軟包電池


  將上一步生產的極芯裝入已經沖好坑的鋁塑膜,并完成頂封、側封等(還要留個口注液),形成未注液的軟包電池。


  第六步--注液


  將指定量的電解液注入軟包電芯內部。當然電芯要經過烘烤,并且在低濕度環境下進行注液操作,水分含量過多就不好了。


  第七步--電池密封


  在真空環境中將電芯內部的氣體抽出并完成密封。


  鋰電池的生產工藝比較復雜,主要生產工藝流程主要涵蓋電極制作的攪拌涂布階段(前段)、電芯合成的卷繞注液階段(中段),以及化成封裝的包裝檢測階段(后段),價值量(采購金額)占比約為(35~40%):(30~35)%:(30~35)%。差異主要來自于設備供應商不同、進口/國產比例差異等,工藝流程基本一致,價值量占比有偏差但總體符合該比例。


  鋰電生產前段工序對應的鋰電設備主要包括真空攪拌機、涂布機、輥壓機等;中段工序主要包括模切機、卷繞機、疊片機、注液機等;后段工序則包括化成機、分容檢測設備、過程倉儲物流自動化等。除此之外,電池組的生產還需要Pack自動化設備。


  鋰電池前端工藝的結果是將鋰電池正負極片制備完成,其第一道工序是攪拌,即將正、負極固態電池材料混合均勻后加入溶劑,通過真空攪拌機攪拌成漿狀。配料的攪拌是鋰電后續工藝的基礎,高質量攪拌是后續涂布、輥壓工藝高質量完成的基礎。


  涂布和輥壓工藝之后是分切,即對涂布進行分切工藝處理。如若分切過程中產生毛刺則后續裝配、注電解液等程序、甚至是電池使用過程中出現安全隱患。因此鋰電生產過程中的前端設備,如攪拌機、涂布機、輥壓機、分條機等是電池制造的核心機器,關乎整條生產線的質量,因此前端設備的價值量(金額)占整條鋰電自動化生產線的比例最高,約35%。


  鋰電池制造過程中,中段工藝主要是完成電池的成型,主要工藝流程包括制片、極片卷繞、模切、電芯卷繞成型和疊片成型等,是當前國內設備廠商競爭比較激烈的一個領域,占鋰電池生產線價值量約30%。


  目前動力鋰電池的電芯制造工藝主要有卷繞和疊片兩種,對應的電池結構形式主要為圓柱與方形、軟包三種,圓柱和方形電池主要采用卷繞工藝生產,軟包電池則主要采用疊片工藝。圓柱主要以18650和26650為代表(Tesla單獨開發了21700電池、正在全行業推廣),方形與軟包的區別在于外殼分別采用硬鋁殼和鋁塑膜兩種,其中軟包主要以疊片工藝為主,鋁殼則以卷繞工藝為主。


  軟包結構形式主要面向中高端數碼市場,單位產品的利潤率較高,在同等產能條件下,相對利潤高于鋁殼電池。由于鋁殼電池易形成規模效應,產品合格率及成本易于控制,目前二者在各自市場領域均有可觀的利潤,在可以預見的未來,二者都很難被徹底取代。


  由于卷繞工藝可以通過轉速實現電芯的高速生產,而疊片技術所能提高的速度有限,因此目前國內動力鋰電池主要采用卷繞工藝為主,因此卷繞機的出貨量目前大于疊片機。


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