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鋰離子電池生產工藝詳解

2021-09-22 08:19:25


鋰離子電池的制造是一個工藝步驟緊密相連的過程。鋰電池的生產工藝比較復雜,主要的生產工藝流程主要包括電極制造的攪拌涂裝階段(前期)、電芯合成的卷繞注液階段(中期)、化為封裝的包裝檢測階段(后期),價值(采購金額)約占(35~40%):(30~35)%:(30~35)%。差異主要來自不同的設備供應商、不同的進口/國內比例等。工藝流程基本相同,價值比例有偏差,但總體上符合這個比例。

鋰電池生產前期工序對應的鋰電池設備主要包括真空攪拌機、涂布機、輥壓機等;中間工序主要包括模切機、卷繞機、疊片機、注液機等;后期工序包括化成機、分容檢測設備、過程倉儲物流自動化等。此外,電池組的生產還需要Pack自動化設備。

鋰前段生產工藝:極片制造與電池核心性能有關。

鋰電池前端工藝的結果是制備鋰電池正負極片。第 一道工序是攪拌,即將正負極固體電池材料混合均勻,然后加入溶劑,通過真空攪拌機攪拌成漿狀。配料的攪拌是鋰電池后續工藝的基礎,高質量的攪拌是后續涂裝和輥壓工藝高質量完成的基礎。

涂布和輥壓工藝后分切,即涂布的分切工藝。如果分切過程中出現毛刺,后續組裝、注電解液等程序,甚至電池使用過程中都會出現安全隱患。因此,鋰電池生產程中的前端設備,如攪拌機、涂布機、輥壓機、分條機等,。,是電池制造的核心機器,關系到整條生產線的質量。因此,前端設備的價值(金額)占整條鋰電池自動化生產線的最,高比例,約為35%。

鋰中段工藝流程:效率高,卷繞在疊片前。

在鋰電池制造過程中,中間工藝主要是完成電池的成型,主要工藝流程包括制片、極片卷繞、模切、電芯卷繞成型和疊片成型,是國內設備制造商競爭激烈的領域,約占鋰電池生產線價值的30%。

目前動力鋰電池的電池制造工藝主要有卷繞和疊片兩種,相應的電池結構形式主要有圓柱形和方形、軟包三種,圓柱形和方形電池主要采用卷繞工藝生產,軟包裝電池主要采用疊片工藝。圓柱主要以18650和26650為代表(Tesla單獨開發了21700電池,正在全行業推廣)。方形和軟包的區別在于外殼分別采用硬鋁殼和鋁塑膜,其中軟包主要采用疊層工藝,鋁殼主要采用卷繞工藝。

軟包結構形式主要面向中高端數字市場,單位產品利潤率較高,在同等產能條件下,相對利潤高于鋁殼電池。由于鋁殼電池容易形成規模效應,產品合格率和成本容易控制,兩者在各自的市場領域都有可觀的利潤,在可預見的未來很難完全取代。

由于卷繞工藝可以通過轉速實現電池的高速生產,而疊片技術可以提高的速度有限,目前國內動力鋰電池主要采用卷繞工藝,所以卷繞機的出貨量大于疊片機。

卷繞和疊片生產對應的前道工序是極片的制片和模切。制片包括切割后的極片/極耳焊接、極片除塵、貼保護紙、極耳膠和卷曲或定長切割,其中卷曲極片用于后續的全自動卷繞,定長切割極片用于后續的半自動卷繞;沖切極片是將切割后的極片卷繞成型,用于后續的折疊過程。

在鋰池包裝焊接方面,聯贏、大族、光大等主流激光技術集成應用廠家均涉及,能滿足需求,無需進口。

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