• 锂电池生产工艺



    bilibili: 【中德双语】纯干货!大众三元锂电池是如何制造的

    鸿宝锂电: 方壳电池整线的工艺和设备

    鸿宝锂电: 全自动软包动力电池组装线

    1. 制片

    1.1. 浆料搅拌

    设备商

    • 东莞科锐
    • 江门坚美
    • 广州红运
    • 佛山银河智能

    1.2. 极片涂布

    先导智能: 涂布机

    设备商

    • 赢合科技(雅康精密)
    • 新嘉拓
    • 吉阳智能科技
    • 浩能科技(被科恒收购)

    视觉要求:

    • CCD宽度方向检测单元和智能测厚

    1.3. 辊压

    200T的压力,均匀厚度,要求厚度差在0.004mm之内。

    视觉要求:

    • CCD缺陷检测,贴标功能

    1.4. 分切(分条)

    视觉要求:

    • CCD缺陷检测,贴标功能

    1.5. 极片焊接极耳

    采用高温胶将极耳包覆,主要考虑到金属毛刺和金属碎屑造成短路风险。

    1.6. 模切

    1.6.1. 激光模切(卷绕工艺)

    新嘉拓: 激光切极耳、分切一体机(分条、切极耳)

    实现锂电池极片极耳单边或双边自动切割成型,自动分条功能;实现无耗材,速度快,切割质量稳定。

    工艺流程:放卷→纠偏→张力→切割→刷粉→吹尘→质量检测→标记→分条前纠偏→分条→分条后刷粉→收卷。

    • 能自动调整极耳间距,根据电芯工艺实现变极耳切割;
    • 可切出间距和形状不同的极耳,设计灵活性高,适用于不同种类,不同规格的电池。
    • 切割过程具有片路除尘、收卷除尘功能;
    • 具备切割MARK孔功能(用于卷绕工艺);
    • 具备CCD视觉检测、极片缓存功能,对来料不良重新计算起始位置,节约极片;

    视觉要求:

    – CCD尺寸检测,缺陷检测,贴标功能等

    1.6.2. 冲压模切(叠片工艺)

    五金模具自动成型极耳和圆角,除尘,CCD检测极片正反面外观质量,裁断成片料,极片上下表面除尘处理,CCD检测极片尺寸,不良品自动剔除收集,合格品下料(料盒/拉带)

    新嘉拓: 高速模具切片机

    全圆角模切机:放卷-纠偏-极片一次成形(极耳/4圆角/切片)-除尘-视觉检测(尺寸/表观)-下料

    传统(R角)模切机 :放卷-纠偏-切极耳- -切4R角-切片-除尘-视觉检测(尺寸/表观)-下料

    1.6.3. 制片机

    采用五金模具来实现正负极极片成型的锂电池叠片工艺设备。

    1.7. 叠片/卷绕

    先导智能: 圆柱电池卷绕机

    先导智能: 方形铝壳电芯卷绕机

    先导智能: 方形软包电芯卷绕机

    卷绕就是将隔膜、正极片、负极片通过卷绕机成单个卷芯。原理是采用负极包住正极,再通过隔膜将正负极片隔离。卷绕需要特别关注卷绕张力和极片对齐度。

    视觉检测:

    – CCD极片隔膜对齐度在线检测功能
    – 极耳超声波焊接功能
    – CCD检测极耳中心距
    – CCD检测对齐度
    – CCD检测保护胶带贴胶精度
    – CCD极片隔膜对齐度

    2. 电芯组装

    2.1. 超声波预焊(极耳预焊)

    实现正、负极单个极组极耳预焊,焊后极组区分A/B面

    • 防呆: 正负极极耳检测,防止焊反

    • 焊接面积测量: 3mm*3mm,每个极耳两个焊印(极耳偏心位置可调)

    • 极耳整形:

      1. 焊前对极耳抚平整形,确保焊后极耳无起皱、打折、冗余等异常
      2. 确保焊后极耳无严重翘起
    • 焊后外观检查: 预留焊后极耳外观CDD检测空间

    设备商:

    • 惠州隆合科技

    2.2. 极耳检测

    2.3. 极耳裁切(激光成形)

    对超声波焊接后的极耳进行裁切。

    检测要求:

    • 裁切尺寸检测: 检测裁切后极耳尺寸有无超出设定范围,检测尺寸公差≤±0.5mm。

    设备商:

    2.4. 极耳贴胶

    • 极耳错位检测:

      利用颜色判断(FOV: 满足拍到最大尺寸电芯的两个极耳);

    • 极耳无翻折、无撕裂,无影响焊接的翘曲、卷边等;

    • 贴胶平整、无褶皱,气泡直径小于3,数量小于3;

    2.5. 超声波终焊

    电芯极耳与连接片保护片的超声波焊接、焊后整形、焊接区域贴保护胶等功能。

    检测要求:

    • 保护片正反检测

      铜极颜色抽取(黄色填充区域),而铝极颜色抽取时基本无有效颜色。

    • 焊接检测:

      1. 焊接面积≥3mm×16mm,残留≥75%
      2. 不能出现过焊、虚焊、开裂等异常
    • 焊印整平

      1. 对焊接完成的焊印进行整平处理,整平压力可调
      2. 整平时不对极耳、连接片等造成损伤
      3. 整平位置增加除尘机构

    2.6. 焊印贴胶

    • 蓝胶检测

    2.7. 软连接折弯

    2.8. 保持架振动盘上料

    2.9. 保持架自动扣合

    2.10. 转接片激光焊接机

    转接片和顶盖的焊接、焊印贴胶、合芯和包胶等功能。

    设备功能:

    – 顶盖刻码
    – 顶盖连接片激光焊接
    – 焊缝处贴蓝胶
    – 贴绝缘胶片功能
    – 焊接时焊缝CCD实时监控
    – 电芯合芯后侧面包胶

    2.11. 合芯配对、包胶(电芯包膜)

    电芯的全尺寸检测、合芯配对、贴胶等功能。

    功能要求:

    – 电芯自动扫码功能
    – 极耳错位、拔针不良CCD检测

    • 蓝胶有无检测:

      1. 使用轮廓或灰度匹配工具对电芯进行初定位
      2. 块状物工具ROI区域自动跟随初定位补正
      3. 通过计算块状物面积和个数,识别各检测区域的蓝胶有无

    – 可选双电芯、四电芯配对
    – 可选堆叠配对、平铺配对
    – 可扩展为配对贴胶一体机型
    – 电芯厚度检测功能

    检测要求:

    • 两电芯边缘对齐度士0.5;
    • 贴胶检测
    • 焊后检测
    • 折极耳合芯
    • 电芯捆胶

    2.12. 顶盖刻码

    2.13. 极耳焊接极柱

    2.14. 转接片激光焊

    激光焊是超声波焊接后,转接片(连接片)与顶盖焊接,从而使电芯与顶盖固定。

    将超声波焊接后的电芯与顶盖进行激光焊接,焊接后合芯并贴捆绑胶等功能。

    2.15. 二次合芯

    2.16. 包膜机(包Mylar,包麦拉)

    先导智能: 包膜机

    对电池五面进行Mylar包裹/完成Mylar与底板绝缘片热封、包Mylar和Mylar与顶支架热封功能。

    包Mylar_CCD检测要求:

    1. 测试包mylar膜上部至顶盖下部距离,需在各极耳处进行,测试四组数据
    2. 测试极组边缘距盖板边缘距离,测试两组数据
    3. 检测热熔点尺寸、位置
    4. 检测L形胶带是否出现贴附翘起等异常
    5. 对包mylar后两个大面进行外观检测,利用色差检测≥0.1mm以上的金属异物、黑点和破损

    2.17. 入壳 & 压装

    先导智能: 入壳机

    该设备主要负责方形锂离子电池入壳工序。完成裸电芯装入铝壳,压装平整,并将电芯顶盖与铝壳壳口预焊接等功能。

    – 铝壳与顶盖台阶检测功能
    – 顶盖激光预焊功能

    技术参数:

    – 顶盖端面与铝壳壳口台阶高度:≤0.25mm
    – 顶盖与铝壳内面缝隙:≤0.08mm
    – 预焊位置精度:≤0.1mm

    2.18. 预焊

    壳体与盖板封口焊接.

    2.19. X-Ray测试

    2.20. 顶盖激光焊

    封顶(Top Sealing): 铜铝极、转接片焊接

    焊后外观: 焊点均匀,无爆点、无针孔、无凹坑等焊接不良现象,焊痕清晰。

    检测要求

    • 焊接缺陷:
      • 连续断焊
      • 无规则断焊
      • 偏光
      • 焊接炸点
      • 咬边针孔
      • 中心针孔
    • 肩高
    • 正负极平行度
    • 凸起高度
    • 翻边

    实际检测内容:

    1. 毛刺高度检测
    2. 爆点检测
    3. 焊缝间距
    4. 焊缝宽度
    5. 焊缝长度

    2.21. 氦检1

    2.22. 激光封口

    2.23. 氦检2

    2.24. 注液

    2.25. 抽气、激光封口

    密封钉校准位置,对盖板和密封钉四周进行激光焊接。

    • 炸点

    • 缺焊

    • 焊孔

    • 翘钉

    • 无钉

    焊接质量要求:

    1. 焊接后不能出现氧化、虚焊、焊穿、爆点等不良情况
    2. 检测断焊、爆点、针孔、凹坑等焊接不良现象

    3. 检测

    3.1. 铝壳包膜机

    先导智能

    用于方形锂离子电池电芯来料扫描,全自动上下料包膜、贴顶盖绝缘片、尺寸测量、HI-POT测试,为全自动化连线设备,可配置电池称重、激光打码。

    – 包膜机构
    – 折边机构
    – 贴顶盖绝缘片
    – 绝缘测试

    3.2. 化成

    3.3. 分容测试

    4. Pack

    模组上线、模组贴胶、Pack下壳体上线、模组入箱、模组拧紧、堵塞压装、IL电测试、上盖上线&拧紧、OL测试、Pack下线等工序

    4.1. 电芯测试

    4.2. 方形模组组装线

    先导智能

    该组装线为方形模组的自动化装配生产线,包括从电芯上料、清洗涂胶、侧板焊接、极柱激光焊到模组测试下线等工艺,完成从电芯到模组的自动化装配。

    – 电芯自动上料及扫码检测
    – 电芯等离子清洗
    – 电芯双组份涂胶
    – CCD拍照定位
    – 电芯堆叠
    – 侧板CMT/激光焊接
    – busbar激光焊接
    – EOL测试

    4.3. 方形PACK组装线

    先导智能

    该组装线为方形模组电池包的装配生产线,包括从PACK箱体上线、模组紧固、配件装配、箱体紧固到PACK测试下线等工艺,完成从模组到PACK包的装配生产。

    4.4. 连接组装

    电池模组及pack焊接: 电池之间的串并联一般通过连接片与单体电池的焊接来完成。

    4.5. 外壳包装

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