热压化成柜:
在高温环境下,电解液的渗透速度加快,能够充分浸润电极材料,极大地提升了离子传导效率,为电池的充放电性能提供了有力保障。
电极材料中的黏结剂,如 PVDF,在高温下会软化,这有助于增强极片的结构稳定性,使电池在长期使用过程中能够保持良好的性能。
压力施加在热压成型过程中同样至关重要。压力系统通过气缸、液压缸或伺服电机驱动压板,可施加 80 - 1000KG 的压力,对应面压为 0.01 - 0.85MPa,且压力可精确设定并实时监测。
化成工艺是锂电池热压化成柜的另一重要功能。其目的是通过对电池进行充放电,使电池中的活性物质转化成具有正常电化学作用的物质,并在电极表面形成有效的钝化膜,即固体电解质界面(SEI)膜。
夹具系统是热压化成柜的重要组成部分,它包括放置板和压板。放置板上设有多个正极夹具,压板上对应安装有负极夹具,通过电机、转轴、凸轮等传动结构,可实现压板的上下移动,从而对放置在夹具中的电池进行稳定的夹持固定,并且能够适应不同规格的电池。
安全可靠是热压化成柜设计和制造的重要考量因素。它配备了完善的安全防护措施,如防爆设计、气体浓度监测、紧急停机系统、过流 / 过压 / 欠压保护等,确保化成过程的安全可靠,保障操作人员和设备的安全 化成温度需严格遵循工艺要求(通常为 25℃~80℃,具体因电池体系而异)。湖南小聚电池热压化成柜研发
锂电池的“一致性”直接决定电池组的寿命(短板效应),参数精度:温度±2℃:避免同批次电池因局部温差(如A电池60℃、B电池65℃)导致SEI膜厚度差异(膜厚差会使容量差扩大);电流±0.1%:化成阶段的充电电流精度不足,会导致活性物质活化程度不一(如电流偏大的电池可能过度极化,内阻偏高)。这些高精度掌控结合后,可使同批次电池容量差管控在2%以内,远优于传统设备的5%以上。
安全保护:锂电池在热压化成阶段(高温 + 充电)是热失控潜在危险较高的环节 —— 过温(如超过 100℃)可能导致电解液分解,过压(如压力过大)可能刺穿极片引发短路。保护机制能在异常发生时立即响应(如过温时切断加热并启动散热,过流时停止充电),避开单一个电池故障引发批量问题发生。数据追溯:设备会记录每片电池的 “温度 - 压力 - 电流 - 时间” 曲线(如某电池在化成第 30 分钟温度突升 2℃),当后期检测到该电池循环寿命异常时,可回溯工艺数据找到原因(如当时加热板局部故障),反向优化设备维护或工艺参数。 湖南卧式高温压力化成柜定制压力无法维持时,检查气管是否破裂、压力缸密封件是否老化(更换后需重新校准压力)。
化成柜的温度控制系统是保障电池化成质量模块
铂电阻(PT100/PT1000):精度高(可达 ±0.1℃),线性度好,响应时间快(<100ms),主要安装在加热元件表面、电池夹具内部及柜体关键区域,监测温度。
热电偶(K 型、T 型):测温范围广(-200℃~1300℃),响应速度极快(<50ms),常用于高温区域(如加热板边缘)或快速温度变化场景。
红外传感器:非接触式测量,可实时监测电池表面温度分布,避免接触式传感器对电池造成物理干扰,尤其适用于软包电池。
控制器基于传感器反馈的数据,执行控制算法,调节加热/冷却功率,确保温度稳定在设定值。
PLC(可编程逻辑控制器):工业级控制器,抗干扰能力强,支持多任务并行处理,可同时管理温度、压力、充放电等多个子系统。
PID控制算法:常用的控制策略,通过计算“设定值-实际值”的偏差(P)、偏差积分(I)和偏差微分(D),动态调整输出功率,实现温度的快速稳定(无超调或微超调)。
触摸屏/HMI界面:操作人员可通过界面设定目标温度、升温速率、保温时间等参数,并实时监控温度曲线、报警信息等。
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。具有精细的温度和压力能力,确保电池化成效果的一致性。
夹具化成柜的结构设计围绕 “精细控温、稳定施压、适配多样” 三大目标,各组件分工明确:
柜体:工艺环境的 “稳定容器”材质选择:金属材质(如不锈钢)不仅保证结构强度,还能通过密封设计减少热量流失、隔绝外部粉尘 / 湿气,避免影响电池化学性能。保温性能:高温是热压和化成的基础条件(部分工艺需 80-120℃),柜体的保温设计可降低能耗,同时维持内部温度均匀性(避免局部温差导致电池性能差异)。
夹具系统:电池的 “位置与施压”结构细节:放置板(正极夹具)与压板(负极夹具)对应设计,确保电池正负极精细对位,避免短路或接触不良;传动结构(电机 + 转轴 + 凸轮)通过机械传动实现压板升降,相比液压传动更易管控压力精度(适合小尺寸、薄型电池,如软包电池)。
作用:夹持固定:防止电池在加热 / 化成过程中移位,保证电极对齐;压力调节:通过掌控压板行程调整压力(如 0.1-1MPa),适配不同厚度的电池(如手机电池 vs 储能电池);兼容多样性:无需更换夹具,通过参数调整即可适配不同规格,提升生产灵活性。 集成0-5MPa压力伺服系统的热压化成柜。广东热压夹具化成柜制造商
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。湖南小聚电池热压化成柜研发
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。 湖南小聚电池热压化成柜研发