电芯生产工艺流程

演讲人：日期:电芯生产工艺流程CATALOGUE目录01原材料准备02电极制备03装配过程04注液与密封05化成与老化06测试与包装01原材料准备材料混合与研磨将正极活性物质（如三元材料或磷酸铁锂）与导电剂、粘结剂按精确比例混合，通过高速搅拌和球磨工艺确保颗粒均匀分布，形成稳定浆料。浆料涂布与干燥将混合浆料均匀涂覆在铝箔集流体上，采用精密涂布机控制厚度，随后通过多段热风干燥去除溶剂，形成连续极片。极片辊压与分切通过高压辊压机将干燥后的极片压实至目标密度，提升能量密度，再按设计尺寸分切为单片极片，确保边缘无毛刺。正极材料处理负极材料处理石墨改性处理对天然石墨或人造石墨进行表面包覆、掺杂等改性处理，以提高其嵌锂能力和循环稳定性，减少副反应发生。浆料制备与涂布采用激光模切技术将负极极片切割为特定形状，并通过光学检测设备检查极片缺陷（如裂纹、厚度不均等）。将改性石墨与增稠剂、粘结剂混合制成浆料，涂布于铜箔集流体，经干燥后形成负极极片，严格控制涂布面密度以避免析锂。极片模切与检测电解液与隔膜准备电解液配方优化根据电芯体系（如高电压或低温型）调配电解液，精确控制锂盐浓度、溶剂比例及添加剂（如成膜剂、阻燃剂）含量，确保离子电导率和安全性。材料除湿与封装电解液与隔膜需在低露点环境下存储，避免水分污染，使用前需经过真空干燥和氩气保护封装流程。隔膜预处理对聚烯烃基隔膜进行陶瓷涂层或表面改性处理，增强其热稳定性与润湿性，防止高温收缩和枝晶穿透。02电极制备材料配比优化采用高速剪切或行星搅拌设备，确保颗粒充分分散，避免团聚现象，提高电极的导电性和机械强度。分散工艺控制粘度与流变特性调整通过调整溶剂含量和搅拌时间，控制浆料的粘度和流变性能，以适应后续涂布工艺的需求。根据活性物质、导电剂、粘结剂的特性，精确控制各组分的比例，确保浆料具有高均匀性和稳定性，同时满足电化学性能要求。浆料配方与混合根据电极厚度和均匀性要求，选择刮刀涂布、狭缝涂布或喷涂等工艺，确保活性物质层厚度一致且无缺陷。涂布方式选择对集流体（如铝箔、铜箔）进行清洗和表面处理，增强浆料与基材的附着力，减少涂布过程中的剥离风险。基材预处理通过闭环控制系统实时监测涂布厚度和宽度，调整涂布速度与压力，保证电极面密度的一致性。涂布精度控制涂布工艺采用梯度升温干燥工艺，避免浆料表层过快固化导致内部溶剂残留，同时防止电极开裂或卷曲。分段干燥技术通过调整辊压机的压力、温度和速度，控制电极的孔隙率和压实密度，平衡离子传输速率与机械强度。辊压工艺参数优化利用光学或超声波检测设备筛查干燥和碾压后的电极缺陷（如裂纹、气泡），并进行局部修补或剔除不合格品。缺陷检测与修复干燥与碾压03装配过程采用高精度激光切割或模具冲切技术，确保极片尺寸一致性，避免毛刺或变形影响后续装配。切割后需通过光学检测设备筛选，剔除厚度不均或存在缺陷的极片。极片切割精度控制根据电阻、厚度、重量等参数分级，匹配正负极活性材料的负载量，确保电芯容量和循环性能的稳定性。分选后极片需在干燥环境中暂存，防止吸湿导致电解液浸润不均。极片分选标准电极切割与分选卷绕或叠片通过自动化卷绕机将正负极片与隔膜按特定张力卷成芯包，控制卷针直径和卷绕速度，避免极片褶皱或隔膜拉伸过度。卷绕后需进行热压整形，减少内部空隙并提升能量密度。卷绕工艺要点采用Z型叠片技术逐层堆叠极片与隔膜，结构更均匀且内阻更低，适合大尺寸电芯生产。叠片过程需严格监控对齐精度，防止极片错位导致短路风险。叠片工艺优势壳体组装注液与预封装在干燥房环境下注入电解液，通过真空负压使电解液充分浸润极片。注液后需进行静置老化，使电解液与电极材料充分反应后再进行终封。壳体密封技术采用激光焊接或机械铆接将盖板与壳体密封，确保气密性满足IP67标准。焊接参数需优化以避免热影响区变形，同时进行氦检漏测试验证密封效果。04注液与密封精确计量控制注液过程需在干燥洁净环境下进行，防止水分和杂质混入电解液，导致电芯内部副反应或短路风险。注液环境控制浸润时间管理注入后需预留充分浸润时间，确保电解液均匀渗透至电极材料孔隙中，提升离子传导效率。电解液注入需采用高精度计量设备，确保电解液量符合设计标准，避免过量或不足影响电芯性能。电解液注入采用高能激光焊接技术实现电芯壳体与盖板的精密密封，确保焊缝强度和气密性满足长期使用要求。激光焊接密封密封技术胶体密封辅助密封性检测采用高能激光焊接技术实现电芯壳体与盖板的精密密封，确保焊缝强度和气密性满足长期使用要求。采用高能激光焊接技术实现电芯壳体与盖板的精密密封，确保焊缝强度和气密性满足长期使用要求。抽真空处理抽真空处理多级真空抽取采用分阶段抽真空工艺逐步降低电芯内部气压，避免突然降压导致电极材料结构损伤。气体残留监测通过质谱仪实时监测抽真空过程中挥发性气体成分，确保电解液溶剂和副产物被彻底清除。负压保持测试抽真空后需进行保压测试，验证电芯在负压状态下的密封耐久性，为后续化成工艺奠定基础。05化成与老化首次充电（化成）电解液浸润与SEI膜形成通过精确控制电流电压，使电解液充分浸润电极材料，同时在负极表面形成稳定的固体电解质界面（SEI）膜，防止后续循环中电解液持续分解。气体排放管理化成过程中会产生少量气体（如H₂、CO₂等），需通过真空或恒压系统及时排出，避免电芯内部压力异常导致结构变形或安全隐患。参数校准与一致性检测记录每颗电芯的电压、内阻、温度等关键参数，筛选出性能异常的个体，确保批次一致性。老化过程将电芯置于恒温环境中静置，促使电极材料与电解液充分反应，消除化成后的残余应力，提升界面稳定性。化学体系稳定化通过监测开路电压变化，识别自放电过高的电芯，此类电芯可能存在微短路或杂质污染问题。自放电率筛选结合高温加速老化测试，模拟长期使用场景，预测电芯容量衰减趋势并优化配方设计。容量衰减预判性能激活阶梯式充放电循环采用多段式电流充放电策略（如0.2C→0.5C→1C），逐步激活电极材料活性，提升锂离子迁移效率。阻抗优化通过脉冲电流刺激降低界面阻抗，改善高倍率放电性能，尤其适用于动力电池应用场景。最终性能标定测试激活后的容量、能量密度、循环寿命等核心指标，确保电芯达到设计规格要求。06测试与包装电性能测试容量测试通过充放电循环测定电芯的实际容量，确保其符合设计规格要求，同时验证能量密度和循环寿命等关键指标。内阻测试采用交流阻抗法或直流内阻仪测量电芯内阻，评估其导电性能及发热特性，为后续应用提供数据支持。电压平台测试检测电芯在不同放电倍率下的电压稳定性，确保输出功率满足终端设备需求，避免电压骤降或波动问题。自放电率测试通过长期静置观察电芯电压衰减情况，筛选出自放电率过高的不良品，保证存储和运输后的性能可靠性。模拟极端充放电条件，验证电芯保护电路的有效性及电芯本体耐压能力，防止热失控或结构损坏。通过机械破坏性实验评估电芯在物理损伤下的安全表现，确保电解液泄漏、起火或爆炸风险可控。将电芯置于严苛环境箱中，检验其密封性和化学稳定性，避免因环境因素导致的性能劣化或安全隐患。强制触发短路场景，确认保护装置能否快速切断电流，同时监测电芯温升和形变情况。安全检测过充/过放测试针刺与挤压测试高温高湿测试短路保护测试包装与标识采用导电泡沫或铝箔袋封装电芯，防止运输过程中静电积累引发意外放电或损坏敏感元件。防静电包装明确标注有