新能源汽車動力電池生產工藝中的靜電消除

（1） 動力電池的生產過程分為前、中、后三個階段。

前道工序的目的是將原材料加工成極片，核心工序是涂裝；中間部分的目的是將極片加工成非活動電池；后一個過程是測試和包裝，核心過程是成型和體積分離。鋰電池設備按電池生產制造工藝分為前段設備、中段設備和后段設備。前端設備的價值約占40%，其中涂布機的價值占75%，輥壓機的價值大于縱切機的價值。在這些復雜的生產工藝流程中，前、中段比較容易產生靜電 ，也就是涂布、模切、卷材和BCM板的安裝過程中較易受靜電的影響，在這些應用場景中推薦使用離子風棒，斯泰科微近年合作的新能源行業客戶也是這樣選擇的，并且使用后對VESD 離子風棒均給出了較高的評價，是真正意義上可以代替進口靜電消除器的，以下是本周的離子風棒出貨記錄。

（2） 前：制作一個涂有正負活性物質的極片

1.前者主要包括漿料混合、正負極涂覆、軋制、分切、電極片制作和模切?；旌希菏紫?，使用鋰電池真空混合器，在專用溶劑和粘合劑的作用下，將粉末狀的正負活性物質混合。高速攪拌后，使漿液正負物質無氣泡。涂布：將制備好的漿料均勻涂布在金屬箔表面，干燥后分別制成正負極片。軋制：輥壓機通過上下輥相反操作產生的壓力壓縮極片的涂層表面。極片承受高壓，極片從原來的蓬松狀態變為致密狀態。軋制對能量密度非常關鍵。分條：根據不同的電池型號，將卷好的電極條切割成電池組裝所需的長度和寬度。切割時要求無毛刺。

（3） 中：完成電池的纏繞和液體注入

1.該工藝的中間過程主要包括電芯的纏繞/層壓和電芯的液體注入。涉及的設備有卷繞機、層壓機和液體注射機。用卷繞機卷繞電芯時，根據下游廠家的需要，可進一步分為圓柱形卷繞和方形卷繞。疊片機將正負料箱內的極片拾取，二次定位后將正負片交替放在疊片臺上。振膜主動展開，疊片臺驅動振膜前后移動，形成Z形疊片。層壓完成后，根據設定長度進行切割，并自動送出進行手動涂膠。電解液通過液體注入機注入纏繞或層壓電芯。鋰電池中段設備比前一段更加強調個性化，對工藝精度、效率和一致性要求非常高。對于方形、圓柱形和軟包裝電池，中間設備將分別使用卷繞機或層壓機。目前，纏繞機的應用較為普遍，其突出優點是生產速度快、產品一致性高；層壓機工藝復雜，產量低，生產效率低，但其軟包裝電池尺寸更靈活，散熱設計合理，能量密度高，具有圓柱形和方形所不具備的許多優點。目前，國內企業大多采用中小型卷繞機，層壓機所占比例不高。

2.卷繞機張力控制是影響卷繞機先進程度的核心技術。為了保證鐵芯組裝電池的高一致性，在整個纏繞過程中應特別注意纏繞張力的控制。張力波動引起的彈性差會使纏繞電池產生不均勻的拉伸變形，使電池材料分層或S形起皺，嚴重影響產品的一致性，膜片和極片表面的不均勻起皺會增加電池的內阻。卷繞張力控制是一個高速動態平衡過程。卷繞機在電氣和軟件控制方面要求較高，要求伺服控制系統響應速度快，在軟件編程方面具有獨特的經驗水平。方形鋰電池的繞組需要保持繞組線速度不變，角速度需要自動調整。因此，方形鋰電池繞組的張力控制有較高的技術要求。目前，國內領先企業可以將圓柱形電池的張力波動控制在5%以下，方形電池的張力波動控制在10%以下。卷繞機的自動糾偏技術和卷繞速度也是關鍵。糾偏系統能保證極片膜片纏繞整齊，正負極/膜片之間的相對位置準確。目前，行業通常要求軋制正負極片或膜片的上下偏差小于0.5mm。超過此值將對蓄電池變形產生影響。目前，國內領先企業的圓柱形鐵芯可以達到18m/s以上的高速纏繞速度。方形鐵芯需要保證線速度恒定，因此變角速度繞組速度較慢，國內領先企業可達到0.8m/s以上。

3.層壓機用于生產軟包裝電池，其性能和安全性高于圓柱形和方形電池。疊片機是將正極、隔膜和負極依次疊成小電池單體，然后將小電池單體平行疊成大電池。層壓工藝生產的電池的優點是：由于相當于多個小極片并聯，內阻低，放電平臺高；極片與電芯膜片間應力區域一致，無明顯應力集中點；內部空間得到充分利用，體積比容量和能量密度較高；疊層工藝相當于多極并聯，易于在短時間內完成大電流放電，具有良好的倍率性能。層壓工藝的缺點是操作要求高、生產控制繁瑣、不良率高。最大的瓶頸是生產效率低。目前，國內動力電池層壓機的效率遠遠落后于韓國。國產設備多為雙工位，效率一般為0.5-0.8秒/臺，進口覆膜機效率為0.17-0.2秒/臺。通過纏繞工藝生產的電池的電化學性能略差于層壓芯片，但其優勢在于自動化程度高、易于制造且適合大規模生產。因此，市場上的方形電池，尤其是圓柱形電池，一般都是采用纏繞工藝生產的。

（4） 后：化學分餾和試驗分揀設備

1.后處理主要包括包裝、成型和體積分離、測試和分揀、模塊組裝、包裝等。封裝是將電池放入金屬或軟殼中。形成是通過充放電激活電池中的正負材料，從而對電池進行充電和激活。在形成部分電容后，對電池進行充電和放電，檢測電池的各種參數，并根據測量的參數對電池進行匹配。模塊組裝和電池組包括電池模塊在線檢測、電池組組裝、電池組離線檢測等，經過此工藝后，電池基本滿足工廠要求。