什么是锂电池生产中的分容工艺?
随着社会经济的快速发展,二次电池高效、清洁无污染,锂离子电池在循环寿命、能量密度、功率密度和环境友好性能上优势明显。
因此,锂离子电池是未来电动汽车以及混合动力电池的理想动力电源。锂电池在制作过程中,需要对电芯进行化成和分容,以保证最终出品的电源产品的品质和质量。
什么是锂电池分容第一种解释: 简单理解就是容量分选、性能筛选分级。锂电池分容时通过电脑管理得到每一个检测点的数据,从而分析出这些电池容量的大小和内阻等数据,确定锂电池的质量等级,这个过程就是分容。锂电池首次分容后,需静置一段时间,一般不少于15天,在这个期间,有些内在的质量问题就会表现出来。
第二种解释: 一批锂电池做好以后,虽然尺寸一样,但电池的容量会有差异的。因此,必须在设备上面按规范充满电,而后按规范的电流放电(放完)。放完电所用的时间乘以放电电流就是电池的容量。只有测试的容量满足或大于设计的容量,锂电池是合格的,而小于设计容量的电池不能算是合格的电池。这个通过容量测试筛选出合格电池的过程叫分容。
锂电池分容的作用
分容不仅有利于SEI膜的稳定,更可以缩短分容工序所消耗的时间,降低能耗的同时可以提高产能。
生产出的锂电芯是不能马上销售的,应该入库最少保存15天,在这个期间,有些内在的弊病就表现出来了,比如说自放电过大等等,在库里达到保存期限的电芯,在得到订单后,再拿出来再次检测再次分容,就是说再次充放电,把容量达不到等级,或质量出现问题的淘汰掉,然后以保持50%左右的电量交给销售部门,最后到电池块组装厂手中。
分容的另外一个目的是对电池进行分类组编,就是筛选出单体的内阻和容量相同的单体进行组合。组合时,只有性能很接近的才能组成电池组。比如,动力电池组为满足电动汽车的能量需求,往往需要数十支到数千支电池组成,受到系统复杂性的影响,电池组的行为有其独特性,并不是单体电池的做一个简单的加减法就能够获得电池组的性能。
锂电池分容检测设备优势
1、采用全数字控制技术, 实时控制开关管的开关,能自动调整电网侧输出电流相位及波形,保证与电网电压一致。此外,其设备采用孤岛保护措施,彻底保证并网安全。
2、设备的专业设计能有效节能减排, 不仅检测设备精度最高可达0.5%,并且由于使用开关电源,充电节省50%能耗,放电回馈电网,能回收80%能耗。在热量排放方面,每机柜比传统设备减少1.5KW的热能排放。
3、由于分容精度达到1%-3%, 测试柜出风口和进风口平均温差降低60%-70%、测试柜托盘平均温差下降5度以上等优势,出厂电池容量一致性提升60%,出厂电池的良品率提升10%,使产品具备更强竞争力。
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锂电池分容工艺:确保电池质量与性能的关键步骤
在锂电池生产过程中,分容工艺是确保电池质量和性能稳定的关键步骤。通过一系列精细的工艺流程,对电池进行充放电、数据采集和分析,以确定其容量、内阻等关键参数,从而实现对电池质量的准确评估和分类。
一、分容工艺的基本原理
锂电池分容是基于电池的充放电特性,通过控制充电和放电过程,测量电池的电压、电流等参数,进而计算出电池的容量和内阻。在分容过程中,电池会经历多次充电和放电循环,以充分激活电池性能并获取准确的数据。
二、分容工艺的作用与重要性
1. 确保产品一致性和可靠性:分容工艺能够筛选出性能稳定、质量可靠的电池,使最终产品具有较高的一致性和可靠性。
2. 延长电池循环寿命:排除不良电池可提高整体电池组的循环寿命,减少因个别电池问题导致的整体性能下降。
3. 提升电池能量密度:将容量相近的电池组合在一起,可最大化电池组的能量密度,满足不同应用场景对能量的需求。
三、分容工艺的关键步骤
1. 化成处理:对新生产的电池进行化成处理,包括小电流充放电、恒温静置等步骤,使电池内部化学物质充分反应,达到稳定状态。
2. 容量测试:采用标准的充电和放电流程,测量电池在不同条件下的容量,获取准确的容量数据。
3. 数据分析与筛选:借助专业的软件系统,对测试数据进行分析和处理,根据设定的标准筛选出符合要求的电池。
4. 分组组装:根据电池的容量、内阻等参数,将其分类组装成电池组,确保每个电池组内的电池性能相近。
5. 质量检测:对组装好的电池组进行全面的质量检测,包括外观检查、性能测试等,确保产品符合相关标准。
四、流程
化成---化成后测电压----老化-----抽真空老化-----整形、封口----点漆、清洗--老化-----.电压分类----抛光-----一次分容----重分容对一次分容后的 B、C(包括低电压电池)级品电池,按一次分容步骤重新分容并按以上分容档次进行归类;---测电压、测内阻、测厚度分档入库------14.二次分容。
五、常见的分容柜
分容柜常见有三种,圆柱电池分容柜、铝壳电池分容柜、软包聚合物分容柜,三者内部结构几乎相同,都是由由控制系统、负载模块、数据采集模块等部分组成,只是夹具不同,圆柱与铝壳采用上下针接触,而聚合物则采用镀金扁平夹具,夹持极耳进行充放测试。
按照电流大小不同,又分为5V3A\5V6A\5V30A\5V100A\5V120A等型号
六、分容工艺的精度要求与技术挑战
为了实现高质量的锂电池分容,对分容设备的精度要求极高。电流、电压的测量精度以及充放电控制的准确性都会直接影响分容结果的准确性。同时,随着电池技术的不断发展,分容工艺也面临着不断提升精度、适应新技术的挑战。
七、结论
总之,锂电池分容工艺对于确保电池质量和性能具有不可或缺的作用。通过严格控制分容过程的各个环节,可以生产出性能一致、可靠稳定的锂电池产品,满足各种应用领域的需求。在未来,随着技术的不断进步,分容工艺也将不断优化和完善,为锂电池产业的发展提供更有力的支持。
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