18650是鋰離子電池中的一種型號,是鋰離子電池的開山鼻祖。
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鋰電池是由日本sony公司之前為了更好地節(jié)省成本而制定的一種標準的鋰電池型號,我們經(jīng)常所提到的18650電池實際上是以電池的大小型號來命名的鋰離子電池。
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常見的18650電池也被分之為鋰離子電池跟磷酸鐵鋰電池,18650中的18指的是鋰離子電池的直徑是18mm,65表示的是長度值65mm,0表示屬于圓柱形電池。容量為31.5ah,電壓為3.6v。是一種性價比很高的電池。
鋰電池的生產(chǎn)工藝流程較長,生產(chǎn)過程中涉及有 50 多道工序,任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)失誤都將影響鋰離子電芯的性能或帶來安全問題。
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18650 鋰離子電池制造工序如圖:

涂布機
涂布的主要目的是將穩(wěn)定性好、粘度好、流動性好的漿料,均勻地涂覆在正負極表面上。其對鋰電池的重要意義主要體現(xiàn)在一致性、循環(huán)壽命、安全性三方面。
在涂布過程中,若極片前、中、后三段位置正負極漿料涂層厚度不一致,或者極片前后參數(shù)不一致,則容易引起電池容量過低或過高,且可能在電池循環(huán)過程中形成析鋰,影響電池壽命。
涂布機是前段工序的核心設(shè)備。涂布機經(jīng)歷了三種結(jié)構(gòu)類型的演化,依次是刮刀式、轉(zhuǎn)移式、狹縫擠壓式涂布。涂布機設(shè)備的技術(shù)先進程度主要考察四個方面:涂布技術(shù),張力技術(shù),糾偏技術(shù),干燥技術(shù)。
涂布效率是領(lǐng)先企業(yè)進一步比拼技術(shù)實力的重要標準。當前領(lǐng)先的涂布機設(shè)備在保證上述技術(shù)的前提下,主攻提升涂布效率,主要的手段包括提升涂布機運行速度和涂布寬度,領(lǐng)先企業(yè)的涂布速度能達到120m/min,涂布寬幅達1400mm。
中段工序的生產(chǎn)目標是完成電芯的制造,主要流程有:卷繞、注液、封裝,所涉及的設(shè)備主要包括:卷繞機、注液機、封裝設(shè)備(入殼機、滾槽機、封口機、焊接機)等。
卷繞機
張力控制是影響卷繞機先進程度的核心技術(shù)。在整個卷繞過程中,為了保證電芯組裝成的電池具有高一致性,需要尤其注意卷繞的張力控制。
對于方形鋰電池的卷繞,需要保持卷繞的線速度不變,角速度需要自動調(diào)整,因此方形鋰電池卷繞的張力控制對技術(shù)要求更高。當前國內(nèi)領(lǐng)先企業(yè)能做到圓柱電池張力波動控制在5%以下,方形電池張力波動控制在10%以下。
卷繞機的自動糾偏技術(shù)和卷繞速度也比較關(guān)鍵。糾偏系統(tǒng)能保證電池卷繞過程中極片隔膜卷繞整齊,正極/負極/隔膜之間相對位置準確,目前行業(yè)通常要求卷后正負極片或隔膜的上下偏差均小于0.5mm,超過這一數(shù)值將對電池形變產(chǎn)生影響。
目前國內(nèi)領(lǐng)先企業(yè)的圓柱電芯能達到18米/秒以上的高速卷繞速度,方形電芯由于需要保證線速度恒定,因此變角速度卷繞較慢,國內(nèi)領(lǐng)先企業(yè)能達到0.8米/秒以上。
焊接機
激光焊接機是利用高能量的激光脈沖對材料進行微小區(qū)域內(nèi)的局部加熱,激光輻射的能量通過熱傳導(dǎo)向材料的內(nèi)部擴散,將材料熔化后形成特定熔池。
它是一種新型的焊接方式,激光焊接主要針對薄壁材料、精密零件的焊接,可實現(xiàn)點焊、對接焊、疊焊、密封焊等,深寬比高,焊縫寬度小,熱影響區(qū)小、變形小,焊接速度快,焊縫平整、美觀。
焊后無需處理或只需簡單處理,焊縫質(zhì)量高,無氣孔,可精確控制,聚焦光點小,定位精度高,易實現(xiàn)自動化。
后段工序主要流程有:化成、分容、檢測、分選等,所涉及的設(shè)備主要包括:充放電機、檢測設(shè)備等。
化成分容及檢測系統(tǒng)是后段工序中最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。鋰電池電芯的化成分容是通過充放電的方式實現(xiàn)電池的初使化,使電芯的活性物質(zhì)激活,是一個能量轉(zhuǎn)換的過程。
充放電機
充放電機是化成分容中的重點設(shè)備,也是后段使用量最多的設(shè)備。充放電機的最小工作單位是“通道”。一個通道可以為一個電芯進行充電或放電。在充放電機實際使用中,一個“單元”由一定數(shù)量(如24個、32個、64個等)的通道組合而成。
“單元”包含了若干個“通道”,是充放電機制造和安裝時的最小單位,日韓企業(yè)將此單位稱為BOX。從原理上說,一臺充放電機可以由無數(shù)個BOX組成,國內(nèi)較多采用手工操作的習(xí)慣影響下,一般一臺充放電機的BOX數(shù)量并不大,一條生產(chǎn)線后段往往需要十幾臺到上百臺充放電機。
原文始發(fā)于微信公眾號(艾邦儲能與充電):18650圓柱電池制作工藝視頻及相關(guān)設(shè)備介紹