锂电池生产工艺


bilibili: 【中德双语】纯干货!大众三元锂电池是如何制造的

鸿宝锂电: 方壳电池整线的工艺和设备

鸿宝锂电: 全自动软包动力电池组装线

1. 制片

1.1. 浆料搅拌

设备商

  • 东莞科锐
  • 江门坚美
  • 广州红运
  • 佛山银河智能

1.2. 极片涂布

先导智能: 涂布机

设备商

  • 赢合科技(雅康精密)
  • 新嘉拓
  • 吉阳智能科技
  • 浩能科技(被科恒收购)

视觉要求:

  • CCD宽度方向检测单元和智能测厚

1.3. 辊压

200T的压力,均匀厚度,要求厚度差在0.004mm之内。

视觉要求:

  • CCD缺陷检测,贴标功能

1.4. 分切(分条)

视觉要求:

  • CCD缺陷检测,贴标功能

1.5. 极片焊接极耳

采用高温胶将极耳包覆,主要考虑到金属毛刺和金属碎屑造成短路风险。

1.6. 模切

1.6.1. 激光模切(卷绕工艺)

新嘉拓: 激光切极耳、分切一体机(分条、切极耳)

实现锂电池极片极耳单边或双边自动切割成型,自动分条功能;实现无耗材,速度快,切割质量稳定。

工艺流程:放卷→纠偏→张力→切割→刷粉→吹尘→质量检测→标记→分条前纠偏→分条→分条后刷粉→收卷。

  • 能自动调整极耳间距,根据电芯工艺实现变极耳切割;
  • 可切出间距和形状不同的极耳,设计灵活性高,适用于不同种类,不同规格的电池。
  • 切割过程具有片路除尘、收卷除尘功能;
  • 具备切割MARK孔功能(用于卷绕工艺);
  • 具备CCD视觉检测、极片缓存功能,对来料不良重新计算起始位置,节约极片;

视觉要求:

– CCD尺寸检测,缺陷检测,贴标功能等

1.6.2. 冲压模切(叠片工艺)

五金模具自动成型极耳和圆角,除尘,CCD检测极片正反面外观质量,裁断成片料,极片上下表面除尘处理,CCD检测极片尺寸,不良品自动剔除收集,合格品下料(料盒/拉带)

新嘉拓: 高速模具切片机

全圆角模切机:放卷-纠偏-极片一次成形(极耳/4圆角/切片)-除尘-视觉检测(尺寸/表观)-下料

传统(R角)模切机 :放卷-纠偏-切极耳- -切4R角-切片-除尘-视觉检测(尺寸/表观)-下料

1.6.3. 制片机

采用五金模具来实现正负极极片成型的锂电池叠片工艺设备。

1.7. 叠片/卷绕

先导智能: 圆柱电池卷绕机

先导智能: 方形铝壳电芯卷绕机

先导智能: 方形软包电芯卷绕机

卷绕就是将隔膜、正极片、负极片通过卷绕机成单个卷芯。原理是采用负极包住正极,再通过隔膜将正负极片隔离。卷绕需要特别关注卷绕张力和极片对齐度。

视觉检测:

– CCD极片隔膜对齐度在线检测功能
– 极耳超声波焊接功能
– CCD检测极耳中心距
– CCD检测对齐度
– CCD检测保护胶带贴胶精度
– CCD极片隔膜对齐度

2. 电芯组装

2.1. 超声波预焊(极耳预焊)

实现正、负极单个极组极耳预焊,焊后极组区分A/B面

  • 防呆: 正负极极耳检测,防止焊反

  • 焊接面积测量: 3mm*3mm,每个极耳两个焊印(极耳偏心位置可调)

  • 极耳整形:

    1. 焊前对极耳抚平整形,确保焊后极耳无起皱、打折、冗余等异常
    2. 确保焊后极耳无严重翘起
  • 焊后外观检查: 预留焊后极耳外观CDD检测空间

设备商:

  • 惠州隆合科技

2.2. 极耳检测

2.3. 极耳裁切(激光成形)

对超声波焊接后的极耳进行裁切。

检测要求:

  • 裁切尺寸检测: 检测裁切后极耳尺寸有无超出设定范围,检测尺寸公差≤±0.5mm。

设备商:

2.4. 极耳贴胶

  • 极耳错位检测:

    利用颜色判断(FOV: 满足拍到最大尺寸电芯的两个极耳);

  • 极耳无翻折、无撕裂,无影响焊接的翘曲、卷边等;

  • 贴胶平整、无褶皱,气泡直径小于3,数量小于3;

2.5. 超声波终焊

电芯极耳与连接片保护片的超声波焊接、焊后整形、焊接区域贴保护胶等功能。

检测要求:

  • 保护片正反检测

    铜极颜色抽取(黄色填充区域),而铝极颜色抽取时基本无有效颜色。

  • 焊接检测:

    1. 焊接面积≥3mm×16mm,残留≥75%
    2. 不能出现过焊、虚焊、开裂等异常
  • 焊印整平

    1. 对焊接完成的焊印进行整平处理,整平压力可调
    2. 整平时不对极耳、连接片等造成损伤
    3. 整平位置增加除尘机构

2.6. 焊印贴胶

  • 蓝胶检测

2.7. 软连接折弯

2.8. 保持架振动盘上料

2.9. 保持架自动扣合

2.10. 转接片激光焊接机

转接片和顶盖的焊接、焊印贴胶、合芯和包胶等功能。

设备功能:

– 顶盖刻码
– 顶盖连接片激光焊接
– 焊缝处贴蓝胶
– 贴绝缘胶片功能
– 焊接时焊缝CCD实时监控
– 电芯合芯后侧面包胶

2.11. 合芯配对、包胶(电芯包膜)

电芯的全尺寸检测、合芯配对、贴胶等功能。

功能要求:

– 电芯自动扫码功能
– 极耳错位、拔针不良CCD检测

  • 蓝胶有无检测:

    1. 使用轮廓或灰度匹配工具对电芯进行初定位
    2. 块状物工具ROI区域自动跟随初定位补正
    3. 通过计算块状物面积和个数,识别各检测区域的蓝胶有无

– 可选双电芯、四电芯配对
– 可选堆叠配对、平铺配对
– 可扩展为配对贴胶一体机型
– 电芯厚度检测功能

检测要求:

  • 两电芯边缘对齐度士0.5;
  • 贴胶检测
  • 焊后检测
  • 折极耳合芯
  • 电芯捆胶

2.12. 顶盖刻码

2.13. 极耳焊接极柱

2.14. 转接片激光焊

激光焊是超声波焊接后,转接片(连接片)与顶盖焊接,从而使电芯与顶盖固定。

将超声波焊接后的电芯与顶盖进行激光焊接,焊接后合芯并贴捆绑胶等功能。

2.15. 二次合芯

2.16. 包膜机(包Mylar,包麦拉)

先导智能: 包膜机

对电池五面进行Mylar包裹/完成Mylar与底板绝缘片热封、包Mylar和Mylar与顶支架热封功能。

包Mylar_CCD检测要求:

  1. 测试包mylar膜上部至顶盖下部距离,需在各极耳处进行,测试四组数据
  2. 测试极组边缘距盖板边缘距离,测试两组数据
  3. 检测热熔点尺寸、位置
  4. 检测L形胶带是否出现贴附翘起等异常
  5. 对包mylar后两个大面进行外观检测,利用色差检测≥0.1mm以上的金属异物、黑点和破损

2.17. 入壳 & 压装

先导智能: 入壳机

该设备主要负责方形锂离子电池入壳工序。完成裸电芯装入铝壳,压装平整,并将电芯顶盖与铝壳壳口预焊接等功能。

– 铝壳与顶盖台阶检测功能
– 顶盖激光预焊功能

技术参数:

– 顶盖端面与铝壳壳口台阶高度:≤0.25mm
– 顶盖与铝壳内面缝隙:≤0.08mm
– 预焊位置精度:≤0.1mm

2.18. 预焊

壳体与盖板封口焊接.

2.19. X-Ray测试

2.20. 顶盖激光焊

封顶(Top Sealing): 铜铝极、转接片焊接

焊后外观: 焊点均匀,无爆点、无针孔、无凹坑等焊接不良现象,焊痕清晰。

检测要求

  • 焊接缺陷:
    • 连续断焊
    • 无规则断焊
    • 偏光
    • 焊接炸点
    • 咬边针孔
    • 中心针孔
  • 肩高
  • 正负极平行度
  • 凸起高度
  • 翻边

实际检测内容:

  1. 毛刺高度检测
  2. 爆点检测
  3. 焊缝间距
  4. 焊缝宽度
  5. 焊缝长度

2.21. 氦检1

2.22. 激光封口

2.23. 氦检2

2.24. 注液

2.25. 抽气、激光封口

密封钉校准位置,对盖板和密封钉四周进行激光焊接。

  • 炸点

  • 缺焊

  • 焊孔

  • 翘钉

  • 无钉

焊接质量要求:

  1. 焊接后不能出现氧化、虚焊、焊穿、爆点等不良情况
  2. 检测断焊、爆点、针孔、凹坑等焊接不良现象

3. 检测

3.1. 铝壳包膜机

先导智能

用于方形锂离子电池电芯来料扫描,全自动上下料包膜、贴顶盖绝缘片、尺寸测量、HI-POT测试,为全自动化连线设备,可配置电池称重、激光打码。

– 包膜机构
– 折边机构
– 贴顶盖绝缘片
– 绝缘测试

3.2. 化成

3.3. 分容测试

4. Pack

模组上线、模组贴胶、Pack下壳体上线、模组入箱、模组拧紧、堵塞压装、IL电测试、上盖上线&拧紧、OL测试、Pack下线等工序

4.1. 电芯测试

4.2. 方形模组组装线

先导智能

该组装线为方形模组的自动化装配生产线,包括从电芯上料、清洗涂胶、侧板焊接、极柱激光焊到模组测试下线等工艺,完成从电芯到模组的自动化装配。

– 电芯自动上料及扫码检测
– 电芯等离子清洗
– 电芯双组份涂胶
– CCD拍照定位
– 电芯堆叠
– 侧板CMT/激光焊接
– busbar激光焊接
– EOL测试

4.3. 方形PACK组装线

先导智能

该组装线为方形模组电池包的装配生产线,包括从PACK箱体上线、模组紧固、配件装配、箱体紧固到PACK测试下线等工艺,完成从模组到PACK包的装配生产。

4.4. 连接组装

电池模组及pack焊接: 电池之间的串并联一般通过连接片与单体电池的焊接来完成。

4.5. 外壳包装

原文地址:https://www.cnblogs.com/brt2/p/15760826.html