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行业新闻

恒翼能副总裁赵少华:锂电池智能制造后段处理工艺

2017-12-30 10:27:42 浏览:

摘要:近年来,随着新能源行业的飞速发展,新能源汽车及动力电池产业的不断升级,电池厂对自动化和兼容性的要求也越来越高。
近年来,随着新能源行业的飞速发展,新能源汽车及动力电池产业的不断升级,电池厂对自动化和兼容性的要求也越来越高。

12月27-28日,由起点研究 、锂电大数据、起点电动网主办的“2017APEC新能源汽车&锂电池领袖峰会暨第三届起点金鼎奖颁奖典礼”在深圳龙岗珠江皇冠假日酒店聚龙厅举行。

来自整车企业、核心部件企业、零部件企业等1000+精英高层欢聚一堂,探讨新的合作模式,加强新能源汽车产业链的深度融合、促进产业的健康发展。

 


深圳市恒翼能科技有限公司副总裁赵少华在会上发表了“锂电池智能制造后段处理工艺”的主题演讲,演讲内容主要从锂电池后段自动线体工艺概述、工艺分段详述、技术创新三个方面展开。

 


以下内容根据现场演讲整理。

大家好!今天我的演讲分成三个方面,一是对锂电池后段自动线体工艺做一个概述,二是工艺分段的详述,最后是技术的创新。

锂电池生产后段自动线体的概述

锂电池生产后段主要包括化成,OCV测试(打钢珠、点焊、贴标签或热压、切气包、切边、整形等),静置,分容,分档,电池入库等多种处理,处理过程为通过输送机,升降机,RGV,堆垛机等物流设备连接起来,实现完整全自动解决方案。

工艺分段详述

首先是化成工艺。注液完成后,通过小电流充电激活活性物质;碳负极表面生成固体电解质界面(SEI)膜;SEI膜的特性是可以循环寿命,有自放电性、稳定性、安全性等特点;决定SEI膜的因素有材料、化成环境温度、化成电流和电压精度;化成的方式有负压化成、开口化成、常温压力化成、高温压力化成。

其次说说SEI。液态锂离子电池首次充放电过程中,电极材料与电解液发生反应,形成一层覆盖于电极材料表面的钝化层。钝化层是一种界面层,具有固体电解质的特征。

它的作用是:第一,电子绝缘体是Li+的优良导体,Li+可以经过该钝化层自由地嵌入和脱出;第二,有机溶剂不溶,防止溶剂分子的共嵌入, 避免了因溶剂分子共嵌入对电极材料造成的破坏, 大大提高了电极的循环性能和使用寿命。

开口化成的特点是注液口敞开,优点是设备简单、成本低,缺点是易进入水和杂质。负压化成和开口化成相比,特点是负压化成从注液口抽真空。它的好处是什么?它是完全密封的环境,气体排放非常充分;缺点是设备比较复杂、成本比较高。另外一个是按照温度来分的高温化成和常温化成,高温化成是在温度45度、60度和80度完成化成,目的是加快化成速度,缺点是SEI膜疏松且不稳定。常温化成是20度、25度、30度完成化成,优点是SEI膜致密稳定,缺点是化成时间长。大电流化成方面,它是0.5C、1C、2C,优点是加快电化学反应速度和SEI膜生长速度,缩短化成时间;缺点是SEI膜疏松,一致性不好,并且不稳定。小电流化成是0.02C、0.05C,它的优点是SEI膜致密一致性好和稳定,缺点是化成时间长。

主要化成设备有高精度电源柜和自动化针床。高精度电源柜是全面的充放电模式,支持5V、0-100A的多种充放电工步组合。自动化针床设备的特点是定制化。适合客户需求的自动化化成分容针床设备,采用多触点技术,使采样更稳定准确,大大节省了上下电池时间,提高了设备利用率。

第三个是金属硬壳负压化成工艺,特点是采用进口专业负压解决方案,气密性好,使用寿命长,运用机构定位精确,自主知识产权和探针接触阻抗小,双路消防解决方案自带排烟排水系统,烟雾和温度双重监控。另外一个工艺是软包,软包的电池需要用到伺服电机+传感器闭环控制,压力的保持性能要非常好。

完成了化成以后,通常下面会有一个NG分选的工序,很多厂家会使用OCV测试。

技术创新

说到技术创新,恒翼能最近研究了一个最新的技术,也是小范围应用的技术。目前,在定容工艺里面需要1.5个以上的充放电才能完成一个完整的过程,而我们利用半个充放电循环数据精确重建完整充放电曲线,能够把定容时间缩短一半以上。

恒翼能建立了一个多参数匹配的分选系统,解决单一参数不能全面反映电池品质的问题,大大增加了电池分选的一致性和精确率。

目前,行业的痛点是什么呢?就是电池在生产过程中的爆炸或者热失控。恒翼能经过半年时间开发出一个有效热失控预警和管理系统,即在整个系统里面做一个主体控制,从电压开始到温度的跟踪,再到烟雾报警、防护、堆垛机等,把可能发生的事故降到最低,这个系统可能会在两个月左右往市场上推。
 

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