鋰電池電芯熱壓整形工藝要點(diǎn)

      在鋰離子電池生產(chǎn)過程中，極片生產(chǎn)完成后，采用卷繞或者疊片方式將正、負(fù)極極片和隔膜組裝制造形成基本的電芯。隨后，一般會(huì)對(duì)電芯進(jìn)行熱壓整形。本文主要簡(jiǎn)單介紹熱壓整形工藝的目的與工藝控制要點(diǎn)。

　　一、工藝目的

　　無(wú)論在卷繞中或者Z型疊片中，必須對(duì)隔膜施加一定的張力，以確保正極片、隔膜、負(fù)極片之間的整齊程度，然而工藝過程中的張力會(huì)使隔膜在走帶方向被拉長(zhǎng)，隔膜在走帶方向的收縮量很大，會(huì)使得隔膜嚴(yán)重?cái)D壓極片，從而導(dǎo)致電芯組裝工藝后，特別是繞卷工藝，電芯發(fā)生變形，變形后的電芯不僅外觀平整度差，內(nèi)部還會(huì)存在隔膜褶皺等缺陷，如圖1和圖2所示，這會(huì)導(dǎo)致容量低、循環(huán)性能差及自放電快等質(zhì)量問題，尤其是卷繞較厚的電芯，卷繞后的變形問題尤為突出。另外，松散狀態(tài)的電芯厚度一致性也差，會(huì)影響電芯入殼工藝，增加入殼工藝的難度，甚至導(dǎo)致入殼時(shí)電芯損傷。

　　因此，電芯熱壓整形的主要目的包括：

　　（1）改善鋰離子電池的平整度，使電芯厚度滿足要求并具有高的一致性；

　　（2）消除隔膜褶皺，趕出電芯內(nèi)部空氣，使隔膜和正負(fù)極極片緊密貼個(gè)在一起，縮短鋰離子擴(kuò)散距離，降低電池內(nèi)阻。

　　二、工藝過程

　　為了使鋰離子電池電芯能夠在經(jīng)過整形后平直且避免回縮復(fù)原。電芯熱壓整形工藝過程如下：將卷繞或疊片好的電芯放在模板上，設(shè)定增壓缸壓力和模板溫度，然后上下模板在一定壓力和溫度作用下使電芯定型，達(dá)到電芯厚度一致，使電芯彈性減小，降低裝芯合格率并保證成品電芯厚度的一致性。

　　對(duì)于方形電池，熱壓整形裝置如圖3所示，上下模板就是平板，在壓力作用下平板合模平整電芯。而對(duì)于圓柱電池，熱壓整形裝置如圖4所示，固定在底座上產(chǎn)生相向運(yùn)動(dòng)的兩汽缸，在兩汽缸活塞桿尾端帶有柱形槽的兩個(gè)半圓模，兩半圓模柱形槽的半徑相等且等于或小于預(yù)設(shè)卷芯半徑。利用機(jī)械手或夾具夾持卷芯放置在兩個(gè)半圓模的中心位置處，控制兩個(gè)汽缸帶動(dòng)兩半圓模合模相向運(yùn)動(dòng)，使得兩個(gè)半圓模對(duì)卷芯進(jìn)行擠壓，從而將卷繞整形到預(yù)設(shè)的尺寸，使之能夠放入與之相匹配的外殼內(nèi)。

　　一般，在電芯熱壓整形時(shí)，同時(shí)對(duì)電芯進(jìn)行絕緣耐電壓測(cè)試，檢測(cè)電芯內(nèi)部是否存在微短路。如果電芯內(nèi)部存在微小金屬異物顆粒，在電芯被壓下狀態(tài)，電芯隔膜刺穿，很容易檢測(cè)出微短路不合格品。關(guān)于電芯絕緣耐電壓測(cè)試，再分享：鋰電池電芯絕緣耐電壓測(cè)試基礎(chǔ)知識(shí)。

　　標(biāo)簽：電芯熱壓機(jī)