鋰電池生產工藝



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鴻寶鋰電: 方殼電池整線的工藝和設備

鴻寶鋰電: 全自動軟包動力電池組裝線

1. 制片

1.1. 漿料攪拌

設備商

  • 東莞科銳
  • 江門堅美
  • 廣州紅運
  • 佛山銀河智能

1.2. 極片塗布

先導智能: 塗布機

設備商

  • 贏合科技(雅康精密)
  • 新嘉拓
  • 吉陽智能科技
  • 浩能科技(被科恆收購)

視覺要求:

  • CCD寬度方向檢測單元和智能測厚

1.3. 輥壓

200T的壓力,均勻厚度,要求厚度差在0.004mm之內。

視覺要求:

  • CCD缺陷檢測,貼標功能

1.4. 分切(分條)

視覺要求:

  • CCD缺陷檢測,貼標功能

1.5. 極片焊接極耳

采用高溫膠將極耳包覆,主要考慮到金屬毛刺和金屬碎屑造成短路風險。

1.6. 模切

1.6.1. 激光模切(卷繞工藝)

新嘉拓: 激光切極耳、分切一體機(分條、切極耳)

實現鋰電池極片極耳單邊或雙邊自動切割成型,自動分條功能;實現無耗材,速度快,切割質量穩定。

工藝流程:放卷→糾偏→張力→切割→刷粉→吹塵→質量檢測→標記→分條前糾偏→分條→分條后刷粉→收卷。

  • 能自動調整極耳間距,根據電芯工藝實現變極耳切割;
  • 可切出間距和形狀不同的極耳,設計靈活性高,適用於不同種類,不同規格的電池。
  • 切割過程具有片路除塵、收卷除塵功能;
  • 具備切割MARK孔功能(用於卷繞工藝);
  • 具備CCD視覺檢測、極片緩存功能,對來料不良重新計算起始位置,節約極片;

視覺要求:

– CCD尺寸檢測,缺陷檢測,貼標功能等

1.6.2. 沖壓模切(疊片工藝)

五金模具自動成型極耳和圓角,除塵,CCD檢測極片正反面外觀質量,裁斷成片料,極片上下表面除塵處理,CCD檢測極片尺寸,不良品自動剔除收集,合格品下料(料盒/拉帶)

新嘉拓: 高速模具切片機

全圓角模切機:放卷-糾偏-極片一次成形(極耳/4圓角/切片)-除塵-視覺檢測(尺寸/表觀)-下料

傳統(R角)模切機 :放卷-糾偏-切極耳- -切4R角-切片-除塵-視覺檢測(尺寸/表觀)-下料

1.6.3. 制片機

采用五金模具來實現正負極極片成型的鋰電池疊片工藝設備。

1.7. 疊片/卷繞

先導智能: 圓柱電池卷繞機

先導智能: 方形鋁殼電芯卷繞機

先導智能: 方形軟包電芯卷繞機

卷繞就是將隔膜、正極片、負極片通過卷繞機成單個卷芯。原理是采用負極包住正極,再通過隔膜將正負極片隔離。卷繞需要特別關注卷繞張力和極片對齊度。

視覺檢測:

– CCD極片隔膜對齊度在線檢測功能
– 極耳超聲波焊接功能
– CCD檢測極耳中心距
– CCD檢測對齊度
– CCD檢測保護膠帶貼膠精度
– CCD極片隔膜對齊度

2. 電芯組裝

2.1. 超聲波預焊(極耳預焊)

實現正、負極單個極組極耳預焊,焊后極組區分A/B面

  • 防呆: 正負極極耳檢測,防止焊反

  • 焊接面積測量: 3mm*3mm,每個極耳兩個焊印(極耳偏心位置可調)

  • 極耳整形:

    1. 焊前對極耳撫平整形,確保焊后極耳無起皺、打折、冗余等異常
    2. 確保焊后極耳無嚴重翹起
  • 焊后外觀檢查: 預留焊后極耳外觀CDD檢測空間

設備商:

  • 惠州隆合科技

2.2. 極耳檢測

2.3. 極耳裁切(激光成形)

對超聲波焊接后的極耳進行裁切。

檢測要求:

  • 裁切尺寸檢測: 檢測裁切后極耳尺寸有無超出設定范圍,檢測尺寸公差≤±0.5mm。

設備商:

2.4. 極耳貼膠

  • 極耳錯位檢測:

    利用顏色判斷(FOV: 滿足拍到最大尺寸電芯的兩個極耳);

  • 極耳無翻折、無撕裂,無影響焊接的翹曲、卷邊等;

  • 貼膠平整、無褶皺,氣泡直徑小於3,數量小於3;

2.5. 超聲波終焊

電芯極耳與連接片保護片的超聲波焊接、焊后整形、焊接區域貼保護膠等功能。

檢測要求:

  • 保護片正反檢測

    銅極顏色抽取(黃色填充區域),而鋁極顏色抽取時基本無有效顏色。

  • 焊接檢測:

    1. 焊接面積≥3mm×16mm,殘留≥75%
    2. 不能出現過焊、虛焊、開裂等異常
  • 焊印整平

    1. 對焊接完成的焊印進行整平處理,整平壓力可調
    2. 整平時不對極耳、連接片等造成損傷
    3. 整平位置增加除塵機構

2.6. 焊印貼膠

  • 藍膠檢測

2.7. 軟連接折彎

2.8. 保持架振動盤上料

2.9. 保持架自動扣合

2.10. 轉接片激光焊接機

轉接片和頂蓋的焊接、焊印貼膠、合芯和包膠等功能。

設備功能:

– 頂蓋刻碼
– 頂蓋連接片激光焊接
– 焊縫處貼藍膠
– 貼絕緣膠片功能
– 焊接時焊縫CCD實時監控
– 電芯合芯后側面包膠

2.11. 合芯配對、包膠(電芯包膜)

電芯的全尺寸檢測、合芯配對、貼膠等功能。

功能要求:

– 電芯自動掃碼功能
– 極耳錯位、拔針不良CCD檢測

  • 藍膠有無檢測:

    1. 使用輪廓或灰度匹配工具對電芯進行初定位
    2. 塊狀物工具ROI區域自動跟隨初定位補正
    3. 通過計算塊狀物面積和個數,識別各檢測區域的藍膠有無

– 可選雙電芯、四電芯配對
– 可選堆疊配對、平鋪配對
– 可擴展為配對貼膠一體機型
– 電芯厚度檢測功能

檢測要求:

  • 兩電芯邊緣對齊度士0.5;
  • 貼膠檢測
  • 焊后檢測
  • 折極耳合芯
  • 電芯捆膠

2.12. 頂蓋刻碼

2.13. 極耳焊接極柱

2.14. 轉接片激光焊

激光焊是超聲波焊接后,轉接片(連接片)與頂蓋焊接,從而使電芯與頂蓋固定。

將超聲波焊接后的電芯與頂蓋進行激光焊接,焊接后合芯並貼捆綁膠等功能。

2.15. 二次合芯

2.16. 包膜機(包Mylar,包麥拉)

先導智能: 包膜機

對電池五面進行Mylar包裹/完成Mylar與底板絕緣片熱封、包Mylar和Mylar與頂支架熱封功能。

包Mylar_CCD檢測要求:

  1. 測試包mylar膜上部至頂蓋下部距離,需在各極耳處進行,測試四組數據
  2. 測試極組邊緣距蓋板邊緣距離,測試兩組數據
  3. 檢測熱熔點尺寸、位置
  4. 檢測L形膠帶是否出現貼附翹起等異常
  5. 對包mylar后兩個大面進行外觀檢測,利用色差檢測≥0.1mm以上的金屬異物、黑點和破損

2.17. 入殼 & 壓裝

先導智能: 入殼機

該設備主要負責方形鋰離子電池入殼工序。完成裸電芯裝入鋁殼,壓裝平整,並將電芯頂蓋與鋁殼殼口預焊接等功能。

– 鋁殼與頂蓋台階檢測功能
– 頂蓋激光預焊功能

技術參數:

– 頂蓋端面與鋁殼殼口台階高度:≤0.25mm
– 頂蓋與鋁殼內面縫隙:≤0.08mm
– 預焊位置精度:≤0.1mm

2.18. 預焊

殼體與蓋板封口焊接.

2.19. X-Ray測試

2.20. 頂蓋激光焊

封頂(Top Sealing): 銅鋁極、轉接片焊接

焊后外觀: 焊點均勻,無爆點、無針孔、無凹坑等焊接不良現象,焊痕清晰。

檢測要求

  • 焊接缺陷:
    • 連續斷焊
    • 無規則斷焊
    • 偏光
    • 焊接炸點
    • 咬邊針孔
    • 中心針孔
  • 肩高
  • 正負極平行度
  • 凸起高度
  • 翻邊

實際檢測內容:

  1. 毛刺高度檢測
  2. 爆點檢測
  3. 焊縫間距
  4. 焊縫寬度
  5. 焊縫長度

2.21. 氦檢1

2.22. 激光封口

2.23. 氦檢2

2.24. 注液

2.25. 抽氣、激光封口

密封釘校准位置,對蓋板和密封釘四周進行激光焊接。

  • 炸點

  • 缺焊

  • 焊孔

  • 翹釘

  • 無釘

焊接質量要求:

  1. 焊接后不能出現氧化、虛焊、焊穿、爆點等不良情況
  2. 檢測斷焊、爆點、針孔、凹坑等焊接不良現象

3. 檢測

3.1. 鋁殼包膜機

先導智能

用於方形鋰離子電池電芯來料掃描,全自動上下料包膜、貼頂蓋絕緣片、尺寸測量、HI-POT測試,為全自動化連線設備,可配置電池稱重、激光打碼。

– 包膜機構
– 折邊機構
– 貼頂蓋絕緣片
– 絕緣測試

3.2. 化成

3.3. 分容測試

4. Pack

模組上線、模組貼膠、Pack下殼體上線、模組入箱、模組擰緊、堵塞壓裝、IL電測試、上蓋上線&擰緊、OL測試、Pack下線等工序

4.1. 電芯測試

4.2. 方形模組組裝線

先導智能

該組裝線為方形模組的自動化裝配生產線,包括從電芯上料、清洗塗膠、側板焊接、極柱激光焊到模組測試下線等工藝,完成從電芯到模組的自動化裝配。

– 電芯自動上料及掃碼檢測
– 電芯等離子清洗
– 電芯雙組份塗膠
– CCD拍照定位
– 電芯堆疊
– 側板CMT/激光焊接
– busbar激光焊接
– EOL測試

4.3. 方形PACK組裝線

先導智能

該組裝線為方形模組電池包的裝配生產線,包括從PACK箱體上線、模組緊固、配件裝配、箱體緊固到PACK測試下線等工藝,完成從模組到PACK包的裝配生產。

4.4. 連接組裝

電池模組及pack焊接: 電池之間的串並聯一般通過連接片與單體電池的焊接來完成。

4.5. 外殼包裝


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