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一顆電芯是如何誕生的??

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瀏覽:- 發布日期:2023-09-18 08:54:31【

下面來看一下量能一顆電芯是如何誕生的??

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電池就像一個儲存電能的容器,能儲存多少的容量,是靠正極片和負極片的所負載活性物質多少來決定的。


極片主要是由攪拌、涂布、冷壓三道工序完成:


攪拌


攪拌就是將正、負極固態電池材料混合均勻后加入溶劑,通過真空攪拌機攪拌形成均勻漿狀。


涂布


攪拌好的活性材料以每分鐘80米的速度被均勻涂覆到4000米長的銅箔上下面。涂布前的銅箔薄如蟬翼,只有6微米厚。


涂布至關重要,需要保證極片厚度和重量一致,否則會影響電池的一致性。涂布還必須確保沒有顆粒、雜物、粉塵等混入極片。否則,導致電池自放電過快甚至安全隱患。


冷壓 & 預分切


輥壓裝置將涂布后的極片壓實到預定的厚度和密度。


極耳模切 & 分條


在這里,用模切機模切形成電芯的導電極耳。極耳是電池頭上的耳朵,通俗地說就是電池正負極的耳朵在進行充放電時的連接點。


然后,通過切刀對極片進行分切。


卷繞


電芯的正極片、負極片、隔離膜以卷繞的方式組合形成裸電芯。先進的CCD可實現自動檢測及自動糾偏,確保電芯極片不錯位。


裝配


卷繞好的裸電芯將被自動分選配對,之后再經過極耳焊接、折極耳、裝配頂支架、熱熔Mylar、入殼、殼體焊接等工序。至此,裸電芯就擁有了堅硬的外殼。


烘焙 & 注液


電池烘烤工序是為了使電池內部水分達標,確保電池在整個壽命周期內具有良好的性能。


注液,就是往烘焙后的電芯內注入電解液。電解液就像電芯身體里流動的血液,能量的交換就是帶電離子的交換。這些帶電離子從電解液中運輸過去,到達另一電極,完成充放電過程。


化成


化成是對注液后的電芯進行激活的過程,通過充放電使電芯內部發生化學反應形成SEI膜,保證后續電芯在充放電循環過程中的安全、可靠和長循環壽命。


為了電芯擁有良好性能,電芯制造過程中還要經過X-ray檢測、焊接質量檢測,絕緣檢測、容量測試等一系列“體檢過程”。


一顆性能優良的超級電芯就這樣誕生啦!


制造好后的每一個電芯單體都具有一個單獨的二維碼,記錄著制造日期,制造環境,性能參數等等。強大的追溯系統可以將任何信息記錄在案。如果出現異常,可以隨時調取生產信息;同時,這些大數據可以針對性地對后續改良設計做出數據支持。


模組變形記


單個的電芯是不能使用的,只有將眾多電芯組合在一起,再加上保護電路和保護殼,才能直接使用。這就是所謂的電池模組。


電池模組(module)是由眾多電芯組成的。需要通過嚴格篩選,將一致性好的電芯按照精密設計組裝成為模塊化的電池模組,并加裝單體電池監控與管理裝置。CATL的模組全自動化生產產線,全程由十幾個精密機械手協作完成。另外,每一個模組都有自己固定的識別碼,出現問題可以實現全過程的追溯。


從簡單的一顆電芯到電池包的生產過程也是相當復雜,需要多道工序,一點不比電芯的制造過程簡單。


上料


將電芯傳送到指定位置,機械手自動抓取送入模組裝配線。


在寧德時代的車間內從自動搬運材料到為設備喂料100%實現了自動化


給電芯洗個澡——等離子清洗工序


對每個電芯表面進行清洗(量能EPT采用的是等離子處理技術保證清潔度)。這里采用離子清潔,保證在過程中的污染物不附著在電芯底部。


為什么要采用等離子清洗技術?原因在于,等離子清洗技術是清洗方法中最為徹底的剝離式清洗方式,其最大優勢在于清洗后無廢液,最大特點是對金屬、半導體、氧化物和大多數高分子材料等都能很好地處理,可實現整體和局部以及復雜結構的清洗。


將電芯組合起來——電芯涂膠


電芯組裝前,需要表面涂膠。涂膠的作用除了固定作用之外,還能起到絕緣的目的。


量能EPT采用國際上最先進的高精度的涂膠設備以及機械手協作,可以以設定軌跡涂膠,同時實時監控涂膠質量,確保涂膠品質,進一步提升了每組不同電池模組的一致性。


給電芯建個家——端版與側板的焊接


電池模組多采用鋁制端板和側板焊接而成,待設備在線監測到組件裝配參數(如長度/壓力等)OK后,啟動焊接機器人,對端/側板完成焊接,及焊接質量100%在線檢測以確保質量,以及100%在線監測焊接質量。


線束隔離板裝配


焊接監測系統準確定位焊接位置后,綁定線束隔離板物料條碼至MES生產調度管理系統,生成單獨的編碼以便追溯。打碼后通過機械手將線束隔離板自動裝入模組。


完成電池的串并聯——激光焊接


通過自動激光焊接,完成極柱與連接片的連接,實現電池串并聯。


下線前的重要一關——下線測試


下線前對模組全性能檢查,包括模組電壓/電阻、電池單體電壓、耐壓測試、絕緣電阻測試。標準化的模組設計原理可以定制化匹配不同車型,每個模塊還能夠安裝在車內最佳適合空間和預定位置。


每個電池包包含了若干電池單元,與連接器、控制器和冷卻系統集成到一起,外覆鋁殼包裝。通過螺栓自動固緊,由電氣連接器相連,即使發生故障,僅需更換單獨的模組即可,不必更換整個電池組,維修工作量和危險性大大降低,更換模組僅需把冷卻系統拆解,并不涉及其他構件。


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    【本文標簽】:電芯
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