锂电池卷绕工艺培训资料

卷绕工艺培训资料卷绕工序工艺流程烘烤工艺流程以及关键控制点卷绕工艺流程以及关键控制点目录卷绕工序工艺流程正极片负极片隔膜负极烘烤卷绕正极烘烤正极制片（焊接、贴胶、裁切）负极制片（焊接、贴胶、裁切）隔膜干燥隔膜裁切卷绕工序工艺流程烘烤工艺流程以及关键控制点卷绕工艺流程以及关键控制点极片烘烤流程正极片领料烘烤冷却水分测试测试合格负极片领料烘烤冷却水分测试测试合格正极负极卷绕测试NG测试NG烘烤工艺极片烘烤的主要目的：去除水分。水分过高可能造成电池自放电、内阻增大、循环容量衰减、电池膨胀等不良影响。水分标准由产品设计决定，实际水分取决于极片烘烤的温度、时间等烘烤条件。极片烘烤的原理：把常温状态下进入烘箱的极片，先通过抽真空使腔室内的空气抽干净，再充入干燥的氮气，当氮气达到一定的压力后，开始加热并通过离心风轮对腔室内的气体进行搅拌，使腔室内的气体流动，从而使加热管产生的热量传递到腔室的各个位置，对腔室内的极片进行快速升温，极片在加热过程中会蒸发水分，通过抽真空把蒸发出来的水分抽排到腔室外部，经过多次重复可以在短时间内把物料干燥完成。序号关键控制点控制原因1烘烤区域的环境防止极片吸水2烘烤温度烘烤温度越高，烘烤的效率越高3烘烤时间烘烤的时间越长，烘烤的水分越低4烘烤介质（氮气）氮气含水量越低，烘烤出来的物料水分越低，烘烤效率相应提高5烘烤真空度抽真空的抽速越大可以减少烘烤的时间，抽真空的极限真空度越高，可以提高烘烤的效率烘烤设备按烘箱结构可分为单体式烘箱和隧道炉式烘箱。天鹏目前使用的单体式烘箱：松陵烘箱——烘烤冷却一体式。烘箱侧视图烘箱主要功能件：1.加热管：上、下、左、右、前共5个加热器2.烘箱温度传感器：上、下、左、右、前、巡检（可移动）共6个控温点3.鼓风循环系统：鼓风风扇共2个4.冷却系统（风冷）：冷却罐、冷却阀5.其他：真空阀、氮气阀烘箱实物图烘烤设备人机交互界面烘烤设备按烘箱结构可分为单体式烘箱和隧道炉式烘箱。隧道炉式烘箱:分为预热段、烘烤段、冷却段。烘箱实物图烘烤工艺例：烘烤工艺烘烤设定温度:170℃实际允许波动温度：170℃±10℃起始工步：1

终止工步：9从工步5至工步7循环1次工步工步时间

（min）真空上限

（Pa）真空下限

（Pa）跳转条件

（0～4）功能代码

（-1～3）功能注释备注11520030010

抽真空215800009000021加热、鼓风开启！充氮气3150800009000001加热、鼓风开启！升温41520030013加热、鼓风开启！抽真空515800009000023加热、鼓风开启！充氮气660800009000003加热、鼓风开启！氮气烘烤71520030013加热、鼓风开启！抽真空815800009000020

充氮气936050000900000-1冷却、鼓风开启！氮气降温跳转条件（0～4）：0-工步时间到跳转到下一工步（默认值）；

1-真空上限到跳转；

2-氮气上限到跳转；

3-升温温度到跳转；

4-降温温度到跳转。功能代码（-1～3）：-1-冷却ON、鼓风ON；

0-加热OFF、鼓风OFF；

1-加热模式1（100%）；

2-加热模式2（5%）；

3-加热模式3（30%）；烘烤工艺11A1A2A3A5A7A9A4A6A8A5~A7循环1次工步原理讲解：A1(工步1)：抽真空，目的抽掉烘箱内的空气同时确认此烘箱密封性A2(工步2)：充氮气，目的为工步3升温做准备（氮气作为温度传导媒介）A3(工步3)：升温，目的将极片和腔体升温到工艺要求的温度A4(工步4)：抽真空，目的将升温过程中产生的水置换A5(工步5)：充氮气，目的为第6步氮气烘烤做准备（氮气作为温度传导媒介）A6(工步6)：氮气状态下烘烤，目的去除极片内部的水分A7(工步7)：抽真空，目的将氮气烘烤过程中产生的水置换A8(工步8)：充氮气，目的为第9步降温做准备（氮气作为温度传导媒介）A9(工步9)：降温，目的将烘箱及极片的温度降到工艺要求50℃以下水分测试仪器：卡尔费休水分测定仪原理：采用库伦滴定法测试水分，即利用电荷与电生碘之间的严格定量关系，来测定碘与水反应量，从而完成水分的测定，精确的测定1%以下的水含量样品。烘烤的其他影响正极片烘烤：烘烤温度对正极材料有影响，导致极片性能破坏，例如温度过高影响正极片脆性，造成卷绕后极片断裂。负极片烘烤：①不同箔材在不同烘烤时间、烘烤温度的条件下，铜箔力学性能不一致（拉伸强度），影响重物冲击性能。②不同箔材在不同烘烤时间、烘烤温度、烘烤真空度的条件下，铜箔氧化的状态不一致。不同热处理温度不同热处理时间铜箔氧化卷绕工序工艺流程烘烤工艺流程以及关键控制点卷绕工艺流程以及关键控制点卷绕工艺流程15代表：加工代表：运输代表：存储代表：检验正负极片领料正负极片烘烤+冷却极片检验上料极耳焊接极耳贴胶极耳焊接卷芯卷绕Hi-pot检测卷芯尺寸，外观检验卷芯收藏（卷芯存放）操作说明设备、工装名称型号原料配件名称领料叉车烘箱焊机、焊头、焊座贴胶机构卷绕机构Hi-pot测试仪、检测装置收藏机、托盘、小车陶瓷刀、钢尺、卡尺、卷尺、目镜、厚度仪、投影仪水分测试仪、剪刀、美工刀、样品取样盒刀片、胶带正负极片正负极片正负极片正负极片、隔膜、胶带、极耳正负极片、极耳正负极片、胶带正负极片、隔膜、胶带、极耳卷芯卷芯卷芯10234567891正负极片领料正负极片烘烤+冷却极片检验上料极耳贴胶极耳焊接卷芯卷绕Hi-pot检测卷芯尺寸，外观检验卷芯存放领料叉车烘箱焊机、焊头、焊座贴胶机构、吸盘卷绕机构水分测试仪、剪刀、美工刀、样品取样盒刀片、胶带卷绕产品及辅料介绍16正极片负极片隔膜：阻隔正负极片，防止内部短路，保湿电解液，在锂离子传输过程中具有良好的透过性陶瓷膜需控制水分正极耳：铝极耳负极耳：镍极耳、铜镍复合极耳保护胶带：包裹超声焊点防止刺破隔膜造成短路，耐高温、耐电解液腐蚀终止胶带：绝缘、固定（膨胀胶带起填充膨胀作用）卷芯卷绕设备2.1期现有皆藤卷绕机、先导卷绕机，卷绕速度2.3~2.4s/个（25ppm）。2.2期现有先导高速卷绕机，卷绕速度1.7~1.8s/个（35ppm）。卷绕设备：放卷机构、焊接机构、贴胶机构、卷绕机构、下料机构。卷绕工序—上料放卷放卷机构：通过放卷轴电机转动进行极片输送，可自由切换顺时针/逆时针转动。关键控制点：①放卷张力：保证极片可以顺畅平稳运送，恒张力控制，400~600g左右。②放卷纠偏参数：保证极片在传送过程中不跑偏，保持在过辊刻度标识上。风刀机构：吹气吸尘，去除极片表面的粉尘异物。关键控制点：吹气、吸尘风速。卷绕工序—极耳焊接卷绕工序—极耳焊接超声波焊接组成超声波焊接失效模式卷绕工序—负极压花极耳压花的目的：保证装配点底焊焊接质量。压花上下两个模具，通过气缸带动模具闭合使极耳表面产生压印。压花识别点的作用：追溯机台号。卷绕工序—正极包胶包胶的目的：防止与钢壳接触造成短路。包胶实现的原理：裁切一定长度的胶带先贴付至极耳固定位置，然后通过吹气及推轮将胶带翻转至与极耳另一边的胶带重合。涉及的主要部件：胶带切刀、胶带推轮、吹气装置控制要点：切刀寿命、吹气大小正极包胶流程包胶两种形式卷绕工序—贴胶贴胶目的：极耳胶带的主要作用是包裹超声焊的焊点和极耳裁切毛刺，防止毛刺刺破隔膜,造成卷芯短路。要求耐高温、耐电解液腐蚀。贴胶实现的原理：胶带通过吸盘负压吸附在上下两块贴胶吸盘上，吸盘对拍至极耳上同时破除真空负压，实现胶带贴附。涉及的主要部件：贴胶吸盘、拉胶带夹爪、切刀关键控制要点：吸盘压力、切刀寿命卷绕工序——焊接、贴胶正极焊接、贴胶控制要点：代号名称长度(mm)L1极耳外伸长度14.5±1.0L2正极耳外露未贴胶长度5.5±1.0L3极耳包胶重叠长度1.5±0.5L4极耳包胶外露长度1.5±0.5L5极耳总长70.0±1.0L6正极片贴胶总长61.0±1.0L7贴胶上端外伸长度2.0±0.5L8焊印距箔边距离10.0±2.0L9极耳离料边距离2.5±1.5L10胶带覆盖料区长度2.0±1.5L11极耳包胶距离箔边距离0.5±0.5极耳毛刺≤25um卷绕工序——焊接、贴胶负极焊接、贴胶控制要点：代号名称长度(mm)L1外极耳总长48.0±1.0L2外极耳外伸长度12.5±1.0L3外极耳压花上边缘距隔膜距离10.0±0.5L4外极耳胶带上端到箔边距离0～0.5L5外极耳焊印距箔边距离4.0±2.0L6外极耳贴胶总长58.0～59.0L7外极耳两侧胶带尺寸2.5±1.5L8外极耳离料边距离13.0±10.0L9内极耳总长60.0±1.0L10内极耳外伸长度7.0±1.0L11内极耳压花上边缘距隔膜距离5.0±0.5L12内极耳胶带上端外伸长度0.5±0.5L13内极耳焊印距箔边距离4.0±2.0L14内极耳离料边距离5.0±1.0L15内极耳两侧胶带尺寸2.5±1.5L16内极耳贴胶总长60.0±1.0L17外极耳胶带下端到箔边距离0～0.5外极耳压花厚度0.17～0.25内极耳压花厚度0.18～0.25极耳毛刺≤25um卷绕工序——CCD检测CCD全称电荷耦合器，又称图像传感器，能将光信号转化为电信号。CCD检测装置包括相机、光源、显示器、CCD工控机、光源调节器、支架等。相机采用彩色相机，视野在极片宽度方向（含极耳）全覆盖。相机、光源前后可调。CCD镜头分辨率500万像素。工作原理：1、PLC给予相机拍照信号，同时给予光源控制器照明信号；2、光源控制器控制光源发光，同时相机拍照；3、LeadVision软件分析照片获得OK/NG判断结果；4、OK/NG判断结果返回PLC。卷绕工序——卷绕卷绕工序：将正极片、负极片、隔膜按照一定的顺序卷绕。卷绕共有3个工位：卷绕工位、贴胶工位、下料工位。控制要点：切刀寿命、卷绕张力卷绕结构卷绕结构1：双正极耳、双负极耳卷绕结构2：单正极耳、双负极耳卷绕结构可实现铜箔外包、隔膜外包、单道贴胶、双道贴胶，根据研发设计进行卷绕。卷绕工序——卷绕尺寸控制要点：代号名称控制参数代号名称控制参数L1正极片总长783.0±2.0mmL12卷芯外圈负极包覆正极(A面)≥2.0mmL2正极卷始距间隙边缘距离265.0±5.0mm卷芯外圈负极包覆正极(B面)≥2.0mmL3负极片总长873.0±2.0mmL13隔膜预卷长度127.0±2.0mmL4负极片A面料长829.0±2.0mmL14隔膜预卷长度222.0±3.0mmL5负极片B面料长775.0±2.0mmL15铜箔切边距料区的距离13.0±1.0mmL6终止胶带总长53.0±1.0mmL16卷芯两侧负极包覆正极片长度0.75±0.45mmL7终止胶带定位长度25.0±5.0mmL17卷芯两侧隔膜包覆负极片长度1.0±0.5mmL8正极片厚度107.5~112.0μmL18卷芯高度h61.0≤h≤62.0mmL