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
2.完成电池化成,电化学性能初次充放电:化成是电池的 “初次充电” 过程,通过热压化成柜的充放电系统(精确管控电流、电压、时间),使电池内部发生化学反应(如锂离子嵌入电极材料),形成稳定的固体电解质界面膜(SEI 膜)。SEI 膜是保护电池循环寿命、安全性的关键结构,热压环境可促进 SEI 膜均匀生成,减少枝晶生长的可能。参数调控:设备能根据不同电池类型(如三元锂电池、磷酸铁锂电池)或工艺需求,动态调节充放电参数(如恒流、恒压阶段的切换),同时结合温度、压力的协同管控,确保化成反应充分且稳定,避免局部过充、过热导致的性能衰减。
3. 提升电池一致性,确保批量生产质量多工位同步:热压化成柜通常具备多个单独工位,每个工位的温度、压力、充放电参数可统一调控,确保同一批次电池在相同条件下完成处理,减少个体差异。实时监测与反馈:设备集成的传感器(压力、温度、电压、电流等)可实时采集数据,若某一参数偏离设定值,系统会自动调整(如补压、调温、断电保护),避免不合格电池流入后续工序。 针对一些特殊的应用场景,如野外作业、移动电源生产等,化成柜将向小型化、便携化方向发展。小聚电池热压化成柜
在锂电池热压化成柜中,合理的压力梯度设置可以使电池从边缘到中心部位均匀受压。通过预先设定压板不同区域的压力参数,或者采用特殊设计的弹性压板,能够确保压力在电池表面的均匀分布,避免因局部压力过大或过小导致电池极片变形不一致,进而影响电池的整体性能和一致性 。
锂电池热压化成柜会将压板划分为多个的压力区域。每个区域都配备的压力传感器和调节装置,操作人员可根据电池的尺寸、形状和工艺要求,通过系统分别设定每个区域的压力值。这种方式能够模拟电池不同部位所需的压力,比如对于方形电池,可适当增大四角区域的压力,确保边角处的极片也能得到充分压实,避免因边缘压力不足导致的电池膨胀问题 。 上海热压化成柜生产厂家相比传统的化成设备,可节省 30%-50% 的化成时间。
锂电池化成柜主要用于电池生产的三大工艺:化成(Formation):通过充放电激发电池正负极材料,在负极表面形成稳定的固态电解质界面膜(SEI膜),是电池获得电化学性能的关键步骤。老化(Aging):又称“时效处理”,将化成后的电池在特定温度下静置或循环充放电,使电池内部化学体系趋于稳定,提升性能一致性。分容(Grading):对电池的容量、电压、内阻等参数进行测试和分级,筛选出性能匹配的电池,便于后续成组使用(如动力电池组、储能电池组等)。
(一)系统功能:作为化成柜的 “大脑”,负责协调各模块工作,执行工艺参数设定(如充放电电流、电压、温度阈值等)、流程调度(化成 - 老化 - 分容的顺序)及故障诊断。技术要点:采用可编程逻辑器(PLC)或工业计算机(IPC),具备高可靠性和实时性;支持人机交互界面(HMI),方便操作人员设置参数、监控实时数据;可对接工厂 MES 系统,实现生产数据的上传与追溯
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%)。 自动化程度:较高的自动化程度可以减少人工操作,提高工作效率和生产安全性。
高温热压化成柜功能详解:
(一)电池化成功能
1.化成工艺原理高温+压力协同:在50-80℃高温环境下,配合0.1-0.5MPa正向压力(软包电芯场景),加速电解液浸润极片,并促进正负极界面SEI膜的均匀形成。例如,软包电芯采用铝塑膜封装,高温可提升锂离子迁移速率,压力则确保极片与电解液紧密接触,避免因封装柔软导致的浸润不均。
2.与负压化成的差异:区别于方形电芯的负压化成(通过负压差驱动电解液渗透),高温热压化成以“正压+温度”为驱动力,更适合结构柔软的软包电池或薄型电芯。
2.工艺优势提升
1.化成效率:高温环境使化成时间较常温工艺缩短20%-40%,同时压力作用下电解液渗透更彻底,减少“干区”(未浸润极片区域)。
2.优化SEI膜质量:均匀的温度与压力场可形成致密、稳定的SEI膜,降低电池内阻,提升循环寿命(如循环次数提升10%-15%)。
多功能集成:部分设备已实现 “化成 - 老化 - 分容” 一体化设计,减少电芯转运损耗,提升产线自动化程度。绿色节能:采用红外加热、余热回收等技术降低能耗(如能耗较传统设备降低 15%-20%),符合碳中和生产需求。高精度化:通过 AI 算法优化温度 - 压力 - 电参数的协同,进一步提升电池性能一致性(如容量偏差在 ±1% 以内)。
热压化成柜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。湖北动力电池化成柜报价
配合传感器实时监测,智能调节输出,稳定维持设定高温。小聚电池热压化成柜
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。 小聚电池热压化成柜