高温夹具化成柜是一种用于锂离子电池生产的关键设备,主要用于电池的化成(Formation)和老化测试,尤其适用于大型方形电池(如动力电池、储能电池)或电池模块。其主功能是在高温环境下对电池进行充放电,以优化电池性能、提高一致性并激发电极材料。
高温化成是锂离子电池生产中的工艺,主要作用包括:促进SEI膜形成:高温加速电解液分解,生成更稳定的固体电解质界面(SEI)膜,减少循环衰减。提高一致性:通过高温均一性处理,减少电池间的容量/电压差异。缩短化成时间:高温环境下,锂离子迁移速率加快,可减少传统化成所需时间(如从24小时缩短至8小时)。 适配新型电池:其高温高压环境(80-150℃、1-10MPa)可满足硅碳负极、固态电池等新型材料的特殊工艺需求。上海高温压力化成柜制造商
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%)。 广东锂电池热压夹具化成柜厂家高温夹具化成柜其采用精确温控系统,对提升电池极端温度测试稳定性具有重要作用。
热压化成机器是一种结合了热压和化成工艺的自动化设备,它能为您带来的便利和优势主要包括以下几个方面:
1.精细工艺控制温度/压力可控:精确调控热压温度、压力及时间,适应不同材料需求(如电池极片固化)。化成工艺集成:在电池生产中,可直接完成电极的充放电(化成),减少设备转换步骤。数据记录:实时监控并存储工艺参数,便于质量追溯和优化。
2.提升产品质量均匀性:热压过程确保材料致密性(如电池极片涂层粘结),减少气泡或分层。性能优化:化成阶段电池材料,提高容量和寿命。良品率提升:减少人为污染或操作失误导致的废品。
3.节能环保能耗优化:集成化设计减少能源浪费(如余热利用)。减少废料:精细控制降低材料损耗,符合绿色制造趋势。
4.灵活适配性多场景应用:适用于锂电池、固态电池、超级电容器、高分子复合材料等。定制化配置:可根据需求调整压力、温度曲线或化成程序。
5.安全性与合规性防爆设计:电池化成时配备安全防护(如惰性气体环境)。符合标准:满足行业安全及环保法规(如UL、CE认证)。
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。 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。
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。 每月校准压力传感器和温度传感器(误差分别≤±0.005MPa、±1℃),定期检查加热元件绝缘性。湖北化成柜校准
发现电池鼓包、漏液或冒烟,立即触发急停按钮,开启柜内排风系统,使用(如氮气)灭火,禁止直接用水扑救。上海高温压力化成柜制造商
热压化成柜的结构组成:柜体:通常采用金属材质,具有良好的密封性和保温性能,以维持内部的高温环境。夹具系统: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,可实现对不同规格电池的夹持固定。加热系统:一般采用加热丝、加热管等加热元件,配合温度控制系统实现精确的温度控制。压力控制系统:由高精度的压力传感器和压力调节装置等组成,实时监测和调整压力,并且通常配备应急泄压装置。电源系统:为化成过程提供稳定的电力供应,可精确掌控充放电参数。控制系统:通常采用 PLC 或计算机控制系统,实现对温度、压力、充放电等参数的设置、监测和调整。数据采集系统:实时监测并记录电池化成过程中的电压、电流、容量等参数,方便用户分析和评估电池性能。上海高温压力化成柜制造商