鋰電池在能量密度和功率密度的結(jié)合上具有無與倫比的優(yōu)勢，因此廣泛運用于各種便攜式電子用品、電力東西和電力/混合動力載具。下面賢集網(wǎng)小編為我們具體介紹鋰電池制造工藝流程及PACK基礎(chǔ)常識。

鋰電池結(jié)構(gòu)

不同結(jié)構(gòu)方法、不同材料的工藝類似但配備需全新裝備

鋰離子電池構(gòu)成首要由正極、負極、非水電解質(zhì)和隔膜四部分組成。現(xiàn)在商場上選用較多的鋰電池首要為磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池，二者正極原材料差異較大，出產(chǎn)工藝流程比較挨近但工藝參數(shù)需改動巨大。若磷酸鐵鋰全面替換為三元材料，舊產(chǎn)線的整改作用不佳。關(guān)于電池廠家而言，需求對產(chǎn)線上的設(shè)備大面積進行替換。

鋰電池制造工藝：前中后三道工序，占比挨近35%/30%/35%

鋰電池的出產(chǎn)工藝比較復(fù)雜，首要出產(chǎn)工藝流程首要涵蓋電極制造的攪拌涂布階段（前段）、電芯組成的卷繞注液階段（中段），以及化成封裝的包裝檢測階段（后段），價值量（收買金額）占比約為（35~40%）:（30~35）%:（30~35）%。差異首要來自于設(shè)備供應(yīng)商不同、進口/國產(chǎn)比例差異等，工藝流程底子共同，價值量占比有誤差但總體符合該比例。

鋰電出產(chǎn)前段工序?qū)?yīng)的鋰電設(shè)備首要包括真空攪拌機、涂布機、輥壓機等；中段工序首要包括模切機、卷繞機、疊片機、注液機等；后段工序則包括化成機、分容檢測設(shè)備、進程倉儲物流自動化等。除此之外，電池組的出產(chǎn)還需求Pack自動化設(shè)備。

鋰電前段出產(chǎn)工藝：極片制造聯(lián)系電池中心功用

鋰電池前端工藝的結(jié)果是將鋰電池正負極片制備結(jié)束，其第一道工序是攪拌，即將正、負極固態(tài)電池材料混合均勻后加入溶劑，通過真空攪拌機攪拌成漿狀。配料的攪拌是鋰電后續(xù)工藝的基礎(chǔ)，高質(zhì)量攪拌是后續(xù)涂布、輥壓工藝高質(zhì)量結(jié)束的基礎(chǔ)。

涂布和輥壓工藝之后是分切，即對涂布進行分切工藝處理。如若分切進程中發(fā)作毛刺則后續(xù)設(shè)備、注電解液等程序、乃至是電池運用進程中出現(xiàn)安全隱患。因此鋰電出產(chǎn)進程中的前端設(shè)備，如攪拌機、涂布機、輥壓機、分條機等是電池制造的中心機器，關(guān)乎整條出產(chǎn)線的質(zhì)量，因此前端設(shè)備的價值量（金額）占整條鋰電自動化出產(chǎn)線的比例最高，約35%。

鋰電中段工藝流程：功率先行，卷繞走在疊片之前

鋰電池制造進程中，中段工藝首要是結(jié)束電池的成型，首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等，是當前國內(nèi)設(shè)備廠商競賽比較劇烈的一個領(lǐng)域，占鋰電池出產(chǎn)線價值量約30%。

現(xiàn)在動力鋰電池的電芯制造工藝首要有卷繞和疊片兩種，對應(yīng)的電池結(jié)構(gòu)方法首要為圓柱與方形、軟包三種，圓柱和方形電池首要選用卷繞工藝出產(chǎn)，軟包電池則首要選用疊片工藝。圓柱首要以18650和26650為代表（Tesla單獨開發(fā)了21700電池、正在全工作推行），方形與軟包的差異在于外殼分別選用硬鋁殼和鋁塑膜兩種，其間軟包首要以疊片工藝為主，鋁殼則以卷繞工藝為主。

軟包結(jié)構(gòu)方法首要面向中高端數(shù)碼商場，單位產(chǎn)品的獲利率較高，在相等產(chǎn)能條件下，相對獲利高于鋁殼電池。由于鋁殼電池易構(gòu)成規(guī)劃效應(yīng)，產(chǎn)品合格率及本錢易于控制，現(xiàn)在二者在各自商場領(lǐng)域均有可觀的獲利，在能夠預(yù)見的未來，二者都很難被徹底代替。

由于卷繞工藝能夠通過轉(zhuǎn)速完成電芯的高速出產(chǎn)，而疊片技術(shù)所能前進的速度有限，因此現(xiàn)在國內(nèi)動力鋰電池首要選用卷繞工藝為主，因此卷繞機的出貨量現(xiàn)在大于疊片機。

卷繞和疊片出產(chǎn)對應(yīng)的前道工序為極片的制片和模切。制片包括對分切后的極片/極耳焊接、極片除塵、貼保護膠紙、極耳包膠和收卷或定長裁斷，其間收卷極片用于后續(xù)的全自動卷繞，定長裁斷極片用于后續(xù)的半自動卷繞；沖切極片是將分切后的極片卷繞沖切成型，用于后續(xù)的疊片工藝。

在鋰電封裝焊接方面，聯(lián)贏、大族、光大的干流激光技術(shù)集成運用廠家均有所涉及，能夠滿足需求、無需進口。

鋰電后段工藝流程：分容化成是中心環(huán)節(jié)

鋰電后段出產(chǎn)工藝首要為分容、化成、檢測和包裝入庫四道工序，占出產(chǎn)線價值量約35%。化成和分容作為后段工藝中最首要環(huán)節(jié)，對成型的電池進行激活檢測，由于電池的充放電測驗周期長，因此設(shè)備的價值量最高。化成工藝的首要作用在于將注液封裝后的電芯充電進行活化，分容工藝則是在電池活化后測驗電池容量及其他電功用參數(shù)并進行分級。化成和分容分別由化成機和分容機一般由自動化分容化成系統(tǒng)結(jié)束。

鋰電Pack工藝：看似簡略但需求與系統(tǒng)性規(guī)劃結(jié)合

動力電池組系統(tǒng)是將很多單個的電芯通過串、并聯(lián)的方法聯(lián)接起來的電池組，概括了動力和熱管理等電池硬件系統(tǒng)。Pack是動力電池系統(tǒng)出產(chǎn)、規(guī)劃運用的要害，是聯(lián)接上游電芯出產(chǎn)和下流整車的運用中心環(huán)節(jié)，一般規(guī)劃需求由電芯廠或轎車廠提出，一般由電池廠、轎車廠或許第三方Pack廠結(jié)束。

鋰電池Pack產(chǎn)線相對簡略，中心工序包括上料、支架粘貼、電焊、檢測等工藝，中心設(shè)備為激光焊接機以及各類粘貼檢測設(shè)備。現(xiàn)在，各大鋰電設(shè)備廠商在此領(lǐng)域的自動化集成布局較少，而大族激光、聯(lián)贏激光等激光設(shè)備廠商由于在激光領(lǐng)域的絕對優(yōu)勢，在Pack設(shè)備領(lǐng)域占有率較高。

現(xiàn)在Pack出產(chǎn)的自動化比例相對較低，是由于現(xiàn)在的新能源車單款車銷量都不夠大，上自動化出產(chǎn)線的本錢較高。

磷酸鐵鋰和三元：能量密度繞不開的話題，不同材料需求全套設(shè)備出資

現(xiàn)在國內(nèi)干流動力鋰電池的正極材料分為磷酸鐵鋰和三元兩大種類。其間磷酸鐵鋰是現(xiàn)在最安全的鋰離子電池正極材料，其循環(huán)壽數(shù)一般在2000次以上，再加上由于產(chǎn)業(yè)成熟而帶來的價格和技術(shù)門檻的下降，使得許多廠商出于各種因素考慮都會選用磷酸鐵鋰電池。可是磷酸鐵鋰電池在能量密度方面則存在明顯的缺陷，現(xiàn)在磷酸鐵鋰電池龍頭比亞迪磷酸鐵鋰單體電芯能量密度為150Wh，2017年末比亞迪估計將能量密度提升到160Wh，理論上磷酸鐵鋰能量密度很難逾越200Gwh。

三元聚合物鋰電池是指正極材料運用鎳鈷錳酸鋰的鋰電池，鎳鈷錳的實踐比例能夠根據(jù)具體需求進行調(diào)整。由于三元鋰電池具有更高的能量密度（現(xiàn)在寧德時代等動力電池一流大廠三元鋰電池能量密度廣泛能抵達200Wh/kg-220Wh/kg，業(yè)界估計到2020年三元電池單體電芯能量密度將抵達300Wh/kg的水平），乘用車商場開始轉(zhuǎn)向三元鋰電池，而在安全性要求更高的客車上，磷酸鐵鋰則更受喜歡。跟著全電動乘用車的發(fā)展，三元鋰電池正在占有越來越重要的方位。

兩種材料的能量密度和本錢有差異，不同的轎車、不同的車企有不同的挑選。二者在出產(chǎn)工藝流程上大致相同，差異首要體現(xiàn)在材料的運用和配比上不同、具體工藝參數(shù)差異較大，設(shè)備無法共線出產(chǎn)，且單純改造切換產(chǎn)能的本錢較高（三元材料對真空除濕等要求嚴厲，之前的磷酸鐵鋰出產(chǎn)線底子沒有除濕要求），因此多家電芯廠在產(chǎn)能規(guī)劃中會一同布局、分別收買設(shè)備。

5分鐘帶你搞懂鋰電池PACK基礎(chǔ)常識

鋰電池電芯組裝成組的進程稱為PACK，可所以單只電池，也可所以串并聯(lián)的電池模組等。當下新國標大布景下，鋰電池需求量越來越大，許多鉛酸電池企業(yè)也紛亂推出鋰電產(chǎn)品；其實鋰電池PACK工藝不難，把握這一技術(shù)自己可組裝電池，而不再只是充當廠家電池搬運工的人物，獲利和售后不再受制于人；把握一門技術(shù)，有鋰走遍全國。

PACK的方法

①串并組成：電池由單體電池通過并串聯(lián)而成。并聯(lián)添加容量，電壓不變，串聯(lián)后電壓倍增，容量不變，如3.6V/10Ah電池由單只N18650/2Ah通過5并組成。先并后串：并聯(lián)由于內(nèi)阻的差異、散熱不相等都會影響并聯(lián)后電池循環(huán)壽數(shù)。但單個電池失效自動退出，除了容量下降，不影響并聯(lián)后運用，并聯(lián)工藝較嚴厲。并聯(lián)中某個單位電池短路時，構(gòu)成并聯(lián)電路電流非常大，一般加熔斷保護技術(shù)防止。先串后并：根據(jù)整組電池容量先進行串聯(lián)，如整組容量1/3，最終進行并聯(lián)，下降了大容量電池組缺點概率。

②電芯要求：根據(jù)自己規(guī)劃要求選取對應(yīng)電芯，并聯(lián)及串聯(lián)的電池要求種類共同、類型共同，容量、內(nèi)阻、電壓值差異不大于2%。一般情況下，電池通過并聯(lián)串聯(lián)組合后，容量丟掉2%5%，電池數(shù)量越多，容量丟掉越多。不管是軟包裝電池仍是圓柱電池，都需求多串組合，假如共同性差，影響電池容量，一組中容量最低的電池決定整組電池的容量。要求大電流放電功用。電機起步電流是正常作業(yè)電流的3倍，大電流放電才干前進電機動力功用。要求電池散熱良好。電池數(shù)量較多，電池箱內(nèi)部的電池溫升不簡單散出來，構(gòu)成各電池間溫度不均勻，放電特性不一，長久構(gòu)成電池功用下降。出產(chǎn)工藝水平高。電池要能接受波動路面的振蕩沖擊。對出產(chǎn)工藝特別是點焊工藝要求高。焊接完畢后進行測驗以防虛焊、脫焊。

③PACK的工藝：電池的PACK通過二種方法完成，一是通過激光焊接或超聲波焊接或脈沖焊接，這是常用的焊接方法，長處是可靠性較好，但不易替換。二是通過彈性金屬片接觸，長處是不需焊接，電池替換簡單，缺陷是或許導(dǎo)致接觸不良。

pack實例

充放電時刻

充電時刻（小時）=（電池容量Ahx充電系數(shù)）/充電電流A

放電倍率：電池的放電倍率用放電時刻標明或許說以一定的放電電流放完額外容量所需的小時系數(shù)來標明。其間，放電倍率=額外容量/放電電流

匯流排軟聯(lián)接的組裝

PACK進程中會用到諸如鎳片、銅鋁復(fù)合匯流排、銅匯流排、總正總負匯流排、鋁匯流排，也會用到銅軟聯(lián)接、鋁軟聯(lián)接、銅箔軟聯(lián)接等。匯流排和軟聯(lián)接的加工質(zhì)量需求從這幾方面去點評。

①材料質(zhì)料是否復(fù)合要求，匯流排質(zhì)料不達標將會添加電阻率，特別需求承認是否復(fù)合ROHS相關(guān)要求。

②要害標準加工是否到位。要害標準的超差有或許會在設(shè)備進程中導(dǎo)致高壓器材之間的安全間隔不夠，并構(gòu)成嚴峻的安全隱患。

③軟聯(lián)接的硬區(qū)的結(jié)合力以及軟區(qū)的應(yīng)力吸收情況。

④實踐加工的軟聯(lián)接及匯流排的過流才干是否抵達規(guī)劃標準，絕緣的熱塑套管部位是否存在破損的情況。

以上便是關(guān)于鋰電池制造工藝流程及PACK基礎(chǔ)常識介紹，展望未來，鋰電池能否滿足人們對便攜式蓄能設(shè)備的要求？若能從本錢和功用上得到前進，鋰電池的運用將會大大擴展，使許多新技術(shù)得以突破蓄能的瓶頸。對鋰電池的研究有恰當一部分是關(guān)于電極材料的。具有更高放電速率、更大電容量和足夠高電壓（僅對正極）的電極能明顯前進鋰電池的能量和功率密度，減小體積，下降本錢。