热压化成设备(以锂电行业为例)是一种集热压成型与电化学化成于一体的装备,其优势在于工艺集成化、高精度控制和性能优化。以下是其突出的优势:
1.提升电池性能增强电极界面稳定性:热压减少极片孔隙,化成形成均匀SEI膜,延长循环寿命。
2.提高能量密度:高压实密度(如石墨负极可达1.7g/cm3以上)增加活性物质占比。
3.降本增效减少设备投入:传统工艺需单独的热压机和化成柜,一体化设备节省30%以上成本。
4.降低能耗:化成阶段的热压余热可利用,能耗降低约20%。适配先进工艺兼容新型材料:如硅碳负极(需低压力高温度)、固态电解质(需高温高压)。
5.支持快充化成:通过脉冲电流或阶梯式加压缩短化成时间(传统24小时→8小时)。
6.安全与可靠性防爆设计:密闭腔体+惰性气体保护(如N?),避免电解液挥发风险。故障自诊断:实时监测压力泄漏、温度异常等,自动停机保护。 化成后需检查电池是否有鼓包、漏液、极耳氧化等问题。龙岗电池分容化成柜控制系统
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。 卧式高温压力化成柜研发热压化成柜具有高度灵活性可覆盖主流的锂离子电池类型和常见规格。
锂电池高温热压化成柜在使用过程中,规范操作与安全防护至关重要,以下详细说明注意事项:
开机前硬件检查加热系统:查看加热板表面是否平整、无异物,热电偶传感器是否牢固插入测温孔,确保温度传导准确(误差需≤±1℃)。
压力系统:检查压力缸、气管是否漏气(可通过保压测试,设定压力后观察 30 分钟,压力下降需≤5%),压力传感器显示是否归零,应急泄压阀是否灵活。电气连接:检查电源线、充放电端子是否松动,柜体接地电阻需≤4Ω(避免漏电)。软件与系统初始化开机后确认 PLC 程序版本,触摸屏显示参数(如温度、压力上限)是否与工艺要求一致,清理历史故障记录。
电池预处理:检查电池外观是否有破损、极耳氧化等问题,软包电池需确保铝塑膜无褶皱,方形电池需校准厚度(误差≤±0.1mm)。电池入柜前需预热至室温(25±5℃),避免因温度骤变导致内部电解液分层。安装与固定将电池均匀放置在加热板上,软包电池需使用夹具平整夹紧(压力分布误差≤±3%),方形电池需对齐压力板中心,避免偏压导致极片错位。连接充放电端子时,确保正负极对应,端子接触电阻≤10mΩ(可用万用表测量),避免接触不良导致发热。
热压化成柜性能优势:提高化成效率:相比传统的化成设备,热压化成柜可节省 30%-50% 的化成时间,还可通过多通道同时作业,实现 24 小时不间断运行,进一步增加产能。提升电池性能:通过优化温度、压力、充放电控制等参数,能够促进 SEI 膜的形成,提高电池的能量密度、循环寿命以及充放电性能等关键指标。增强电池一致性:精确控制各项参数,使电池在化成过程中受到的环境条件和处理过程更加一致,从而提高电池组的一致性,降低电池组内各电池之间的性能差异。高度自动化:具备自动充放电切换、自动电流设置和掉电保护等功能,减少了人工操作的时间损耗和误差,降低了人工成本。应用场景:热压化成柜广泛应用于动力电池、储能电池、3C 消费电子电池等锂电池的生产领域,尤其适用于高能量密度电池的生产,如锂离子电池(方形、软包、圆柱)、固态电池等。可精确充放电参数,如电流、电压、时间等,满足不同类型锂电池的化成需求。
热压化成柜是锂电池生产中集热压成型与化成工艺于一体的设备,其作用贯穿电池性能优化、结构稳定和质量维护的关键环节
实现电池的热压成型,保持结构稳定性解决内部间隙:锂电池(尤其是软包电池、叠片电池)在叠片或卷绕后,电极、隔膜等材料之间可能存在微小间隙。热压化成柜通过施加压力(通常为 0.1-5MPa)和特定温度(根据电池类型设定,一般 40-80℃),使电池内部材料紧密贴合,减少虚接或接触不良,降低内阻。固定电池形态:对于软包电池,热压可帮助电芯保持规整的外形,避免后续工序中因结构变形导致的极耳错位、隔膜破损等问题;对于硬壳电池,热压能辅助壳体与内部电芯的贴合,提升整体结构强度。促进界面接触:压力和温度的协同作用可改善电极材料与电解液的浸润效果,减少界面阻抗,为后续化成反应创造更均匀的环境。 配备防压伤红外传感器和高温防护罩,操作时戴耐高温手套。龙岗电池分容化成柜控制系统
高温热压化成柜,温控 ±2℃内,压力精度 ±0.1MPa,稳保化成工艺,提升产品一致性。龙岗电池分容化成柜控制系统
锂电池热压化成柜一般可分为软包电芯高温压力化成设备和方形电芯负压化成设备。前者通过加热铝板夹紧电芯进行化成,适用于软包锂离子电池;后者采用负压力差原理,使电解液与正极活性物质充分接触,实现方形电池的化成,有封闭式和开架式等不同款式。
锂电池热压化成柜工作原理:通过内部加热系统提供高温环境,有助于电池内部材料均匀分布和化学反应充分进行。同时,利用压力伺服系统施加压力,使电池内部电极与电解液充分接触,在外部压力下,让电池内部贴合更紧实,形成厚度更均匀的钝化膜(SEI 膜),从而提升电池性能。
结构组成:通常包含加热系统,由触摸屏和 PLC 集成智能,可精确温度;压力系统,由高精度压力传感器和压力调节装置等组成,能实时监测和调整压力,部分还配备应急泄压装置;此外,还设有充放电模块、数据采集与分析模块等,以实现对电池的化成处理和参数监测。 龙岗电池分容化成柜控制系统