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鋰電池制造工藝流程及生產原材料介紹

 

發布時間:2018-07-13

       鋰電池制造工藝流程及生產原材料介紹。目前市場上采用較多的鋰電池主要為磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池,二者正極原材料差異較大,生產工藝流程比較接近但工藝參數需變化巨大。鋰電池的生產工藝比較復雜,本文小編就打架介紹一番。


一、鋰電池制造工藝流程:


       鋰電池制造工藝:前中后三道工序,占比接近35%/30%/35%。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。


       客觀地講,鋰電池生產工藝流程分為三大工段,一是極片制作,二是電芯制作,三是電池組裝。在鋰電池生產工藝中,極片制作是基礎、電芯制作是核心,電池組裝關系到鋰電池成品質量。鋰電池生產工藝流程具體環節包含正極拉漿、負極拉漿、正極片、負極片、鋼殼裝配、注液及檢測以及包裝等。


鋰電池前段生產工藝:極片制造關系電池核心性能


       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%。


鋰電池中段工藝流程:效率先行,卷繞走在疊片之前


       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。


鋰電池后段工藝流程:分容化成是核心環節


       鋰電池后段生產工藝主要為分容、化成、檢測和包裝入庫四道工序,占生產線價值量約35%。化成和分容作為后段工藝中最主要環節,對成型的電池進行激活檢測,由于電池的充放電測試周期長,因此設備的價值量最高。化成工藝的主要作用在于將注液封裝后的電芯充電進行活化,分容工藝則是在電池活化后測試電池容量及其他電性能參數并進行分級。化成和分容分別由化成機和分容機通常由自動化分容化成系統完成。


鋰電池Pack工藝:看似簡單但需要與系統性設計結合


       動力電池組系統是將眾多單個的電芯通過串、并聯的方式連接起來的電池組,綜合了動力和熱管理等電池硬件系統。Pack是動力電池系統生產、設計應用的關鍵,是連接上游電芯生產和下游整車的應用核心環節,通常設計需求由電芯廠或汽車廠提出,通常由電池廠、汽車廠或者第三方Pack廠完成。


       鋰電池Pack產線相對簡單,核心工序包括上料、支架粘貼、電焊、檢測等工藝,核心設備為激光焊接機以及各類粘貼檢測設備。目前,各大鋰電設備廠商在此領域的自動化集成布局較少,而大族激光、聯贏激光等激光設備廠商由于在激光領域的絕對優勢,在Pack設備領域占有率較高。


二、鋰電池生產原材料介紹:


       生產鋰電池主要原材料包括鈷酸鋰、鎳酸鋰、錳酸鋰、三原材料、磷酸鐵鋰等等。


       鋰電池生產材料構成主要有:正極材料、負極材料、隔膜、電解液。此外還包括包裝等其他部分。目前,鋰電池原材料供應充足,部分產品產能充足,競爭激烈,其市場價格不斷下跌;但少部分高端產品產能不足,出現高端原材料產品價格過高的現象。總體來看,鋰電池行業依舊火熱。


       實際上,在鋰電池正極材料領域,任何微小的技術革新都有可能掀起新一輪的市場拓展,我國企業應加強對正極材料關鍵技術的研發攻關,取得國際領先地位,增強核心競爭力,在國際競爭中取得優勢。


       由此可見,鋰電池生產工藝流程各個生產環節都與產品質量、安全性有緊密的聯系,鋰電池生產過程中每一環節都要從嚴、從細進行管理,這樣才能提升鋰電池產品安全性能。鋰電池材料總體存在中低端產能過剩與高端產品供不應求的現狀。鋰電池是性能卓越的新一代綠色高能電池,已成為高新技術發展的重點之一。


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