鋰電池制造工藝及裝備 課件 第4章 鋰電池制造工藝

第4章電池制造工藝鋰電制造工藝及裝備鋰電制造工藝及裝備工程思維的方法課程內容介紹課程講解—知識點鋰電行業(yè)故事---陳立泉12431.0學習方法---積累與改善不斷探求高效的方法，貫穿人生的過程科學邏輯積累改善效率原則目標愿景方法總結制造業(yè)基礎標準材料裝備智能化真正的教學，不是注滿一桶水，而是點亮一把火—葉圣陶1.0效率原則現代社會非大吃小，而是快吃慢！效率是組織的生命！效率：選擇產業(yè)的依據效率：個人和組織的價值中國制造業(yè)強大的根本原因在于綜合效率。深圳蛇口工業(yè)一路光伏轉化效率逐年提升穩(wěn)定性、效率、成本1.0光伏+儲能終將成為未來全球主流能源光伏成本2.2元/W效率：15%到2025年儲能成本1元/WH光伏+儲能成本0.23元/KW效率：20%2030年光伏+儲能成本0.15元/KW效率：25%市場成本橫掃所有化石能源2025年全球光伏3萬億度電，2030年全球9萬億度電。光伏+儲能可占領全球電力市場20%，2025年,2030年儲能裝機量分別為1000GWh和5000GWh。2025年1000GWH2030年5000GWH全面顛覆傳統(tǒng)能源需求，實現光伏+儲能綜合成本低于火電光伏+儲能終將成為全球主流能源1.0電池儲能有最高效率---歐陽明高1.0鋰電制造工藝及裝備工程思維的方法課程內容介紹課程講解—知識點鋰電行業(yè)故事---陳立泉12433.1課程講解---知識點3.1電池制造工藝定義及要求3.2三種電池制造工藝流程3.3典型電池制造工藝—合漿、涂布、卷繞、疊片3.1電池制造工藝的定義定義：電池制造工藝是指人們利用生產工具和設備，在一定環(huán)境條件下，對電池原料、材料、半成品進行加工或處理，最后使之成為成品的操作方法和技術。

這是人們在制造中積累起來的技術和經驗，是有關工程人員應遵守的技術規(guī)程，也是生產低成本、高質量產品的前提和保證。制造工藝的內容：對產品圖紙及要求進行工藝分析審查編制工藝方案和制定工藝文件進行工藝術方案的技術經濟評價、驗證等。制造工藝制定的依據：原材料的特點，制造環(huán)境要求，產品的用途以及質量和精度要求，經濟效果情況，現有技術與裝備水平等。電池的制造工藝包括：原材料、電芯、電池包（PACK）；電芯是電池制造的核心關鍵。3.1電池制造工藝的分類按照產品產生的階段：材料、電芯、電池包電池制造核心工藝方法：材料：前驅體、混合燒結、造粒、分選包裝；電芯：合漿（制漿）、涂布、輥壓、分條、烘烤、芯包（卷繞、疊片）、裝配、烘烤、注液、化成、老化、分容、檢測；電池包：配組、模組鏈接、電池包組裝、檢測。按電池結構，卷繞圓形：卷繞方形:軟包:電芯制造工藝與質量99.999%=99.99%20單工序點：CPK=2.00

控制CPK1.331.672.00漿料制備98.76%99.94%99.999%極片制備98.15%99.91%99.999%芯包制造98.15%99.91%99.999%電芯裝配95.73%99.65%99.999%干燥注液98.15%99.79%99.999%化成分容98.76%99.94%99.999%整體合格率88.3%99.40%99.99%裝備解決方案漿料制備系統(tǒng)（2）極片制備系統(tǒng)（3）芯包制備系統(tǒng)（3）電芯裝配系統(tǒng)（7）干燥注液系統(tǒng)（3）化成分容系統(tǒng)（2）整體20個核心工序點熱壓合芯預焊極柱焊包膜封口入殼3.13.2電池制造工藝流程---電池材料構成3.1課程講解---知識點3.1電池制造工藝定義及要求3.2三種電池制造工藝流程3.3典型電池制造工藝—合漿、涂布、卷繞、疊片鋰電制造路線---三段論

輥壓

制片

涂布

合漿

模組

連接PACK封裝BMBMBMBM測試

組裝

注液

化成

分選極片制造電芯組裝電池PACK

烘烤LMSLMSLMS緩存庫緩存庫成品庫工藝復雜、因素眾多、由流程漸變到離散、制造過程影響因素眾多3.2電芯制造3.2電芯制造工藝流程---參考A51，A52，A53極片制造電芯檢測電芯組裝（制漿、合漿）方形60AH動力電池后工序工藝流程3.23.1課程講解---知識點3.1電池制造工藝定義及要求3.2三種電池制造工藝流程3.3典型電池制造工藝—合漿、涂布、卷繞、疊片3.3典型制造工藝—合漿（攪拌、制漿）工序功能：將正極或負極活性物質按一定比例與專用導電劑、粘結劑和溶劑混合均勻，并調制成漿。混和原料預處理干粉分散稀釋四個步驟：漿料控制點:1.粘度2.顆粒度3.固含量工序控制點：1.攪拌速度2.攪拌溫度3.攪拌濃度4.真空度工序控制點:1.涂布速度2.涂布面密度3.干燥溫度4.張力放卷接片拉片張力控制自動糾偏涂布干燥自動糾偏張力控制自動糾偏收卷根據正負極漿料的固含量、比重調節(jié)涂布機機頭刀具間隙，控制涂布厚度涂布面密度控制？典型制造工藝—涂布3.3干燥速度：干燥過慢，涂層表面有流動性，厚度不穩(wěn)定；干燥過快，表面形成粘結劑膜層，內部溶劑揮發(fā)會造成表面層起皺現象。通常采用分段干燥，中間段溫度最高。涂布和干燥要做到首件三檢-厚度、質量、尺寸符合要求，并定時檢驗對應的拉漿速度、烘烤時間等。加熱溫度或時間不夠，難以除去漿料中的液體，使部分粘結劑溶解，造成活性物質剝落；加熱溫度過高，則粘結劑發(fā)生晶化，也會使活性物質剝落，從而造成電芯內短路。另外，干燥溫度和烘干時間不合適還會造成鋁箔氧化和極片偏濕；涂布操作的問題高質量極片：極片表面平整、光滑、敷料均勻、附著力好、干燥、不脫料、不掉料、不缺料、無積塵、無劃痕、無氣泡3.33.3典型制造工藝—合漿、涂布視頻鋰的作用LG制造視頻涂布頭3.3典型制造工藝—卷繞3.3典型制造工藝—卷繞視頻1234疊片工藝是將正極、負極切成小片與隔離膜疊合成小電芯單體，然后將小電芯單體疊放并聯起來組成一個大電芯的一種LI離子電芯制造工藝。負極隔離膜正極典型制造工藝—疊片3.3理想電芯的結構---疊片軟包、方形層級疊片電芯，避免彎曲、翻折，電場平行無畸變3.3電芯原理級理解疊片電芯制造--理想動力電芯結構正極、負極，隔膜完全片片舒展堆疊，沒有原理缺陷。電場均勻變形均勻同步膨脹同步收縮極片同步界面穩(wěn)定3.3全片式疊片要解決的是：毛刺、效率、監(jiān)控問題正極、負極，隔膜完全切片堆疊更多是解決制造技術問題沒有機理級根上的缺陷！動力電池的最終結構—全片式疊片3.3傳統(tǒng)Z疊制造-效率瓶頸單工位效率極限150PPM（0.4s/pcs）輔助時間5-10s單片不良過程剔除麻煩、高速定位誤判、極片、隔膜褶皺無法避免、導致合格率低！3.3高速復合疊片工藝制成過程隔膜張力恒定、沒有不均勻拉伸；電芯界面平整、沒有彎曲、折彎；正負極完全物理隔斷，沒有交叉感染。3.3高速復合疊片機單工作臺480-600PPM輔助時間0

電芯長度MAX600mm新能源行業(yè)ASML的第一個革命產品---單工作臺年產1GWh3.3Bi-cell制片段Bi-cell復合疊片段貼膠下料段設計效率產出效率復合段520ppm4組極片裁切480-500ppm疊片段520ppm（