一顆電芯是如何誕生的            ---天藍(lán)智能全面解讀
       一顆電池是如何誕生的？         ---天藍(lán)智能全面解讀

近日，2018年第三屆亞太電池展（GBF.ASIA2018）在廣州順利舉辦，本次展會參展企業(yè)涵蓋鋰電池、超級電容、燃料電池、蓄電池、石墨烯以及電池材料、配件、設(shè)備等領(lǐng)域。東莞市天藍(lán)智能裝備有限公司(以下簡稱“天藍(lán)智能”)隆重出席！


一顆電芯是如何誕生的?

電芯是一個電池系統(tǒng)的最小單元。多個電芯組成一個模組，再多個模組組成一個電池包，這就是車用動力電池的基本結(jié)構(gòu)。電池就像一個儲存電能的容器，能儲存多少的容量，是靠正極片和負(fù)極片所覆載活性物質(zhì)多少來決定的。正負(fù)電極極片的設(shè)計需要根據(jù)不同車型來量身定做的。正負(fù)極材料克容量，活性材料的配比、極片厚度、壓實密度等對容量等的影響也至關(guān)重要。

活性材料的制漿——攪拌工序

攪拌就是將活性材料通過真空攪拌機(jī)攪拌成漿狀。這是電池生產(chǎn)的第一道工序，該道工序質(zhì)量控制的好壞，將直接影響電池的質(zhì)量和成品合格率。而且該道工序工藝流程復(fù)雜，對原料配比，混料步驟，攪拌時間等等都有較高的要求。

這里攪拌的是電池的活性材料。

此外，在攪拌的這一過程中需要嚴(yán)格控制粉塵，以防止粉塵對電池一致性產(chǎn)生影響，在寧德時代的生產(chǎn)車間對粉塵的管控水平相當(dāng)于醫(yī)藥級別。

將攪拌好的漿料涂在銅箔上——涂布工序

這道工序就是將上一道工序后已經(jīng)攪拌好的漿料以每分鐘80米的速度被均勻涂抹到4000米長的銅箔上下面。而涂布前的銅箔只有6微米厚，可以用“薄如蠶翼”來形容。

涂布至關(guān)重要，需要保證極片厚度和重量一致，否則會影響電池的一致性。涂布還必須確保沒有顆粒、雜物、粉塵等混入極片。否則會導(dǎo)致電池放電過快，甚至?xí)霈F(xiàn)安全隱患。

將銅箔上負(fù)極材料壓緊再切分——冷壓與預(yù)分切

在碾壓車間里，通過輥將附著有正負(fù)極材料的極片進(jìn)行碾壓，一方面讓涂覆的材料更緊密，提升能量密度，保證厚度的一致性，另一方面也會進(jìn)一步管控粉塵和濕度。

將冷壓后的極片根據(jù)需要生產(chǎn)電池的尺寸進(jìn)行分切，并充分管控毛刺(這里的毛刺只能在顯微鏡下看清楚了)的產(chǎn)生，這樣做的目的是避免毛刺扎穿隔膜，產(chǎn)生嚴(yán)重的安全隱患。

切出電池上正負(fù)極的小耳朵——極耳模切與分條

極耳模切工序就是用模切機(jī)形成電芯用的導(dǎo)電極耳。我們知道電池是分正負(fù)極的，極耳就是從電芯中將正負(fù)極引出來的金屬導(dǎo)電體，通俗的說電池正負(fù)兩極的耳朵，是在進(jìn)行充放電時的接觸點。

而接下來的分條工序就是通過切刀對電池極片進(jìn)行分切。

完成電芯的雛形——卷繞工序

在這里，電池的正極片、負(fù)極片、隔離膜以卷繞的方式組合成裸電芯。先進(jìn)的CCD視覺檢測設(shè)備可實現(xiàn)自動檢測及自動糾偏，確保電芯極片不錯位。


從電芯到電池的形成——電芯裝配工序

電芯制作完畢后，接下來就到了電芯從入殼到清洗套膜的電芯轉(zhuǎn)配過程。

電芯的裝配階段，能否完美的結(jié)合電池廠家的工藝，能否實現(xiàn)高效穩(wěn)定的電芯裝配，是電芯生產(chǎn)實現(xiàn)量產(chǎn)化的極為重要的一環(huán)。而天藍(lán)智能的智能化自動化電芯裝配線便是這方面的佼佼者。

電芯入殼--既電芯裝入鋼殼的過程。天藍(lán)智能的入殼機(jī)，采用功能模塊化設(shè)計，配備多功能圖像識別、360%無極激光測控技術(shù)以及柔性輸送線，可實現(xiàn)單機(jī)雙工位凸輪連桿傳動，兼容單雙極耳卷芯，確保無損傷同軸導(dǎo)向入殼。 


電芯點底焊--既電芯底部極耳與鋼殼焊接的過程。天藍(lán)智能的點底焊機(jī)，該設(shè)備首創(chuàng)2次焊接，采用凸輪連桿傳動方式，可實現(xiàn)無間斷旋轉(zhuǎn)傳送，設(shè)備搭載的拉力測試環(huán)節(jié)，可有效防止不良品流入下一工序。

電芯鋼殼滾槽--既外殼實現(xiàn)凹陷，讓電芯穩(wěn)固于外殼內(nèi)部。天藍(lán)智能的滾槽機(jī)，可自動補(bǔ)償進(jìn)刀、為滾刀涂油，回旋式真空除塵工藝盡可能地剔除了產(chǎn)品生產(chǎn)過程中可能產(chǎn)生的雜質(zhì)。

電芯注液--既將電解液注入電芯。電解液就像電芯身體里流動的血液，能量的交換就是帶電離子的交換。這些帶電離子從電解液中運輸過去，到達(dá)另一電極，完成充放電過程。電解液的注入量是關(guān)鍵中的關(guān)鍵，如果電解液注入量過大，會導(dǎo)致電池發(fā)熱甚至直接失效，如果注入量過小，則又影響電池的循環(huán)性。天藍(lán)智能的注液機(jī)，強(qiáng)調(diào)了注液泵內(nèi)的循環(huán)系統(tǒng)，具備注液管路自助清洗以及自助補(bǔ)液功能。點對點的氣密性檢測，為生產(chǎn)精度的進(jìn)一步提升提供了新動力。 

電芯焊蓋帽--將極耳與蓋帽焊接在一起的過程。天藍(lán)智能的蓋帽焊采用直線式布局，支持焊點在線圖像識別和多點焊接可調(diào)。

電芯封口機(jī)--對外殼采用封口處理，一顆完整的電池已成最基本形狀。天藍(lán)智能的封口機(jī)，采用新式凸輪連桿結(jié)構(gòu)，配備了進(jìn)口長壽命模塊、在線圖像識別技術(shù)和完善監(jiān)測，可保證設(shè)備旋轉(zhuǎn)式無間斷輸送。

電芯清洗及套膜--清洗外殼的如電解液等的“雜質(zhì)”后，通過絕緣包裝，減少電池的正極與負(fù)極外露接觸面，提高安全性。天藍(lán)智能的清洗套膜一體機(jī)，采用汽車級機(jī)器人焊接工藝，通過微米級油層控制、獨立風(fēng)量供應(yīng)、自動吸盒、磁懸浮及抱夾下拉式套膜等先進(jìn)技術(shù)，實現(xiàn)完美的清洗及套膜過程。


電芯激活的過程——化成

化成是對注液后的電芯進(jìn)行激活的過程，通過充放電使電芯內(nèi)部發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成SEI膜(SEI膜：是鋰電池首次循環(huán)時由于電解液和負(fù)極材料在固液相間層面上發(fā)生反應(yīng)，所以會形成一層鈍化膜，就像給電芯鍍了一層面膜。)，保證后續(xù)電芯在充放電循環(huán)過程中的安全、可靠和長循環(huán)壽命。將電芯的性能激活，還要經(jīng)過X-ray監(jiān)測、絕緣監(jiān)測、焊接監(jiān)測，容量測試等一系列“體檢過程”。

化成工序當(dāng)中還包括，對電芯“激活”后第二次灌注電解液、稱重、注液口焊接、氣密性檢測;自放電測試高溫老化及靜置保證了產(chǎn)品性能。

所有制造好后的每一個電芯單體都具有一個單獨的二維碼，記錄著出生日期，制造環(huán)境，性能參數(shù)等等。強(qiáng)大的追溯系統(tǒng)可以將任何信息記錄在案。如果出現(xiàn)異常，可以隨時調(diào)取生產(chǎn)信息;同時，這些大數(shù)據(jù)可以針對性地對后續(xù)改良設(shè)計做出數(shù)據(jù)支持。