热压化成工艺流程:以一种聚合物锂离子电池化成工艺为例,其热压化成流程如下:化成前热压:将注液静置后待化成的电池在温度80±5℃和压力0.25-0.55MPa下进行恒温热压50-70min,以排除卷芯层间气体,让正、负极片、隔膜、电解液充分接触,为化成做准备。热压化成:在恒定的温度70±2℃下分三小步进行。首先给电池施加0.06±0.02MPa压力,时间2min,不充电;然后加压到0.10MPa,并以0.05C电流恒流充电3min;持续加压到0.15-0.45MPa,以0.05C电流恒流充电10min,截止电压为3.20-3.40V。接着保持0.15-0.45MPa的压力,以0.1C电流恒流充电35±2min,充电截止电压为3.80-3.90V。继续保持该压力,以0.2C电流恒流充电90±2min,充电截止电压为4.10V。化成后热压:将热压化成结束后的电池置于温度80±5℃,压力0.25-0.55MPa下,恒温热压50-70min,增加电芯平整度以及硬度,使形成的SEI膜快速趋于稳定,增加电池循环寿命。
集成0-5MPa压力伺服系统的热压化成柜。龙岗高温夹具化成柜
热压化成柜设备工作流程中的物理过程:
压化成柜通过分段式充放电(如 0.1C 恒流充电至 3.6V,恒压至 0.05C),促使电解液在负极表面还原生成稳定的 SEI 膜。温度控制可优化 SEI 膜的成分(如 LiF、Li2CO3 等)和结构(致密性、厚度均匀性),提升膜的离子透过率和化学稳定性,减少电解液持续分解导致的容量损失。活性物质激发:温度升高(如 50℃)可加速锂离子在电极材料中的扩散速率(扩散系数提升 2~5 倍),促进正极(如 LiCoO2、NCM)与负极(石墨)的可逆嵌脱锂反应,提高电池充放电效率(库伦效率从 85% 提升至 95% 以上)。气体排出与结构稳定:化成过程中产生的微量气体(如 CO2、H2)可在压力作用下通过电池排气通道排出,避免气胀导致的极片变形,同时压力维持电池内部结构紧凑,减少循环过程中的体积膨胀(膨胀率降低 15%~20%)。 江苏真空化成柜研发热压化成柜能有效促进电解液与电极充分接触,提升电池化成效果。
高温热压化成柜:锂电池性能作为锂电池生产流程中的「性能引擎」,高温热压化成柜以精密工艺重构电池内在基因。设备专为化成与老化测试两大工艺而生,通过三维度智能调控 ——温度场精确覆盖(常温至 120℃±1℃)、压力梯度动态施加(0.01-1MPa 可调)、环境氛围全密封控制,在电池极片与隔膜的微观界面间,催生均匀致密的 SEI 膜网络。这种纳米级钝化层不仅将锂离子传导效率提升 30%,更能抑制电解液副反应,使动力电池的循环寿命突破 3000 次,储能电池的能量密度跃升至 280Wh/kg 以上。
(1)高温化成工艺SEI膜优化:在50~80℃可控温度下,加速电解液浸润,促进均匀稳定的SEI膜生成。加压固化:施加恒定压力(可选真空/机械加压),抑制电池膨胀,确保极片与隔膜紧密接触。多阶段控程:支持恒流-恒压(CC-CV)分段充电,匹配不同电池材料体系(如LFP、NCM、钠电等)。
(2)高温老化工艺性能筛选:模拟高温工况,快速暴露电池潜在缺陷(如微短路、容量衰减)。压力维稳:通过实时压力监测,避免电池形变,提升出厂一致性。
在动力电池领域,设备可适配 18650/21700 圆柱电池、软包电池及刀片电池的规模化生产。
高温热压化成柜是主要用于电池的化成和老化测试。以下是其用途和特点:
1. 化成(Formation)作用:在电池充电时,通过精确控制温度和压力,在电极表面形成稳定的SEI膜(固体电解质界面膜),这对电池的循环寿命、安全性和性能至关重要。高温环境:通过加热(通常50~80℃)加速电解液浸润和SEI膜形成,缩短生产周期。压力控制:施加均匀压力(如真空或机械加压)确保电极与隔膜紧密接触,减少界面阻抗。
2. 老化测试高温老化:模拟电池在高温下的长期使用情况,筛选出性能不稳定的电芯(如容量衰减、内阻异常等)。压力维持:防止电池膨胀,保持结构稳定性。
3. 适用电池类型锂离子电池(方形、软包、圆柱)、固态电池等,尤其适用于高能量密度电池的生产。
4. 优势精细控温:均匀加热,避免局部过热导致电池损伤。压力可调:适配不同电池型号的工艺需求。自动化集成:可与生产线联动,提升效率。
5. 应用行业动力电池(电动汽车)、储能电池、3C消费电子电池(手机、笔记本)等制造领域。 可靠的电池分容化成柜,拥有智能断电保护,来电后自动接续工作,数据不丢失。
真空化成柜与常规化成柜在电池处理层面存在差异
1. 真空化成柜环境:在真空(低气压)条件下进行化成作业,内部气压通常低于 100Pa(甚至可达 10?3Pa 以下)。工作原理:通过真空泵抽出柜体内部空气,形成负压环境,减少气体分子对电池的干扰(如氧气、水蒸气等)。真空环境可加速电池内部电解液的浸润,降低电极与隔膜间的气泡残留,提升界面贴合度。减少高温下电解液分解产生的气体积聚,避免电池膨胀或内部短路风险。
2. 常规化成柜环境:在常压(大气压)下进行化成,无需控制气压,只调控温度、电流等参数。工作原理:通过加热系统和压力控制系统(部分型号)提供恒温或恒压环境,依赖常规气压下的化学反应完成电极活化。适用于对气压不敏感的电池类型,或对成本、工艺复杂度要求较低的场景。
设备结构与能耗差异
真空化成柜:结构复杂,需配备真空泵、真空传感器、密封腔体等,设备体积较大。能耗较高(真空泵持续运行),且抽真空过程需额外时间(约 30 分钟 - 2 小时),影响生产效率。
常规化成柜:结构简单,以加热系统和压力系统为主,体积小、能耗低,适合连续化生产。 热压化成柜,精确调控 80 - 150℃高温,1 - 10MPa 高压,提升电池能量密度与结构稳定性。江苏压力化成柜制造商
热压系统的精度依赖机械部件和传感器的稳定性,需制定定期维护。龙岗高温夹具化成柜
锂电池化成柜的性能直接影响电池的良率、一致性和生产成本,其在于通过“执行-监测-保护”的一体化设计,实现工艺的精确化和自动化。随着锂电池技术向高能量密度、长寿命方向发展,化成柜也在不断升级,以满足新能源产业的规模化生产需求。技术发展趋势高功率与高精度:随着动力电池容量增大,化成柜向高电流(如100A以上)、高精度方向发展,同时支持多倍率充放电(0.1C~5C);智能化与网络化:集成AI算法优化工艺参数,通过物联网(IoT)实现多柜集群管理和远程监控;绿色节能:推广能量回馈技术,降低能耗成本,同时采用散热设计减少冷却能耗;模块化设计:充放电模块、数据采集模块支持插拔更换,便于维护和扩容,适应柔性化生产需求。龙岗高温夹具化成柜