鋰電池目前主要分為卷繞,疊片兩大類工藝。
今天就來為大家講講卷繞工藝。
卷繞過程具有很強(qiáng)的集成功能,使電池外觀初露雛形。
因此卷繞過程在鋰電池制造過程中非常重要,是鋰電池制造的關(guān)鍵工序。
卷繞工序生產(chǎn)的卷芯,通常被稱作裸電芯
卷繞機(jī)的主要結(jié)構(gòu):
正負(fù)極片和隔膜自動放卷、極片和隔膜換卷、自動糾偏、自動張力檢測與控制。
極片由夾輥驅(qū)動機(jī)構(gòu)引入卷針部分,與隔膜一同按照工藝要求進(jìn)行卷繞。
卷繞完成后自動換工位,切斷隔膜和貼終止膠帶。
成品裸電芯自動下料后,經(jīng)過預(yù)壓、掃碼,良品成品裸電芯自動轉(zhuǎn)移到托盤中。
在轉(zhuǎn)移到后工序,不良品裸電芯自動卸料到不良品裸電芯收集處。
在這過程中,確保正負(fù)極之間不發(fā)生物理接觸短路。
且負(fù)極片橫、縱兩個方向都能完全包覆住正極片。
卷繞工藝優(yōu)勢:
1. 極片隔膜連續(xù)一體,制造效率高
2. 卷繞只有兩條邊,邊緣少,極片完整,便于控制毛刺
3. 生產(chǎn)控制簡單,操作容易,控制難度低
卷繞工藝不足
1.不宜卷太厚,層間互相影響,容易變形
2.極片柔性要求高
3.極片橫向張力不一致,內(nèi)部可能產(chǎn)生間隙,貼合應(yīng)力難以均勻
卷繞的工藝要求:
1.極耳:極耳中心距符合規(guī)格,極耳與極片無斷裂,極耳無褶皺
2.卷芯的包覆:頭尾部的overhang符合工藝要求,隔膜正極和負(fù)極的overhang符合工藝要求,mark孔的位置符合卷繞設(shè)備的要求
3.卷芯的外觀:隔膜無破損、裂口,終止膠帶無褶皺,不能超過電芯兩端的隔膜紙邊緣,卷芯無抽芯、黑圈、隔膜需平齊
卷繞工藝注意要點與異常簡析
電芯卷繞是一項工藝非常細(xì)致、精密的活,所以過程要求也是非常嚴(yán)謹(jǐn)縝密的。
卷繞工藝需要注意事項呢?
1.車間環(huán)境檢測,開機(jī)前應(yīng)檢查設(shè)備5s。
2. 極片、隔膜批號、狀態(tài)及尺寸檢測,檢查設(shè)備參數(shù)設(shè)置是否符合工藝要求。
3. 電芯卷繞時上下端的overhang必須符合工藝要求。
超過規(guī)格會出現(xiàn)短路或引發(fā)后期安全事故。
4. 正負(fù)極對位不齊,正極活性區(qū)域超過負(fù)極活性區(qū)域,有安全隱患。
5. 操作過程中隔膜受到損傷會導(dǎo)致電池短路或自放電大,容易引發(fā)安全問題。
6. 終止膠帶外觀無褶皺,不能超過電芯兩端隔膜邊緣處。
7. 卷芯無抽芯、黑圈、隔膜需平齊。
8. 卷芯無明顯的錯位情況。
9. 手動取卷芯時必須握緊,避免人為造成卷芯抽芯。
卷繞工藝異常及解決方案簡析
1. 極片覆蓋不良
局部地方負(fù)極片沒有完全包覆住正極片,可能導(dǎo)致電池變形和析鋰,產(chǎn)生安全隱患。
異常原因:設(shè)備正極入片后吹氣壓力小,極片與隔膜貼合度差,極片波浪邊。
嚴(yán)重影響:此類異常會導(dǎo)致電芯包覆不良,對后續(xù)電芯性能發(fā)揮及電芯安全造成威脅。
解決措施:調(diào)整極片入片吹氣壓力,增加極片卷繞張力,減小速度。
2. 短路異常
金屬異物是鋰離子電池中的性能殺手,可能來源于漿料、設(shè)備或環(huán)境中。
顆粒較大的金屬異物可能直接造成物理短路。
而當(dāng)金屬異物混入正極后會被氧化,然后沉積在負(fù)極表面。
刺穿隔膜,造成電池內(nèi)短路,帶來嚴(yán)重的安全隱患。
常見的金屬異物有Fe、Cu、Zn、Sn等。
所以應(yīng)加強(qiáng)車間環(huán)境控制,來料極片或設(shè)備5S控制,避免此類異常發(fā)生。
3. 極耳內(nèi)折
異常原因:前工序來料極耳彎曲,卷繞過程中卷繞速度過快,極耳過輥后翻折。解決措施:反饋前工序進(jìn)行極耳撫平整改,加強(qiáng)人員操作品質(zhì)意識做好自檢。調(diào)整卷繞撫平,增加檢測頻率。