锂电池生产流程的中段工序：完成电芯的卷绕和注液

之前我们介绍了锂电池生产流程的前段工序，今天我们继续带大家了解锂电池生产流程的中段工序

1、工序

中段工序主要包括电芯的卷绕/叠片和电芯注液，涉及的设备为卷绕机、叠片机、注液机。卷绕机对电芯进行卷绕时，可根据下游厂商需要进一步分为圆柱形卷绕和方形卷绕。叠片机在正、负极料盒中拾取极片，经过二次定位，交替将正、负极片放在叠片台上。隔膜主动放卷，叠片台带动隔膜左右往复移动形成Z字形叠绕。叠片完成后，按照设定长度切断，自动送出人工贴胶。通过注液机，将电解液注入卷绕或叠片后的电芯中。

锂电池的中段设备较前段更加强调个性化，对工序的精度、效率、一致性要求非常高。针对方形、圆柱、软包电池，中段设备会分别使用卷绕机或者叠片机。目前卷绕机应用更为普遍，突出的优势在于生产速度快，产品一致性高；叠片机工艺复杂，良品率低，生产效率较低，但其生产的软包电池尺寸更为灵活，散热设计合理，能量密度高，具有圆柱和方形不具备的诸多优势。国内企业目前大多采用中小尺寸卷绕机，叠片机的比例还不高。

2、卷绕机

张力控制是影响卷绕机先进程度的核心技术。在整个卷绕过程中，为了保证电芯组装成的电池具有高一致性，需要尤其注意卷绕的张力控制。张力波动导致的松紧差异会使得卷绕出的电芯产生不均匀的拉伸形变，使电芯材料分层或出现S型皱褶，严重影响产品的一致性，隔膜、极片表面不平整起的褶皱会增大电池内阻。卷绕张力控制是一个高速的动态平衡过程，卷绕机在电气和软件控制方面要求很高，要求伺服控制系统快速反应，软件的编程也需要独到的经验水平。对于方形锂电池的卷绕，需要保持卷绕的线速度不变，角速度需要自动调整，因此方形锂电池卷绕的张力控制对技术要求更高。当前国内领先企业能做到圆柱电池张力波动控制在5%以下，方形电池张力波动控制在10%以下。

卷绕机的自动纠偏技术和卷绕速度也比较关键。纠偏系统能保证电池卷绕过程中极片隔膜卷绕整齐，正极/负极/隔膜之间相对位置准确，目前行业通常要求卷后正负极片或隔膜的上下偏差均小于0.5mm，超过这一数值将对电池形变产生影响。目前国内领先企业的圆柱电芯能达到18米/秒以上的高速卷绕速度，方形电芯由于需要保证线速度恒定，因此变角速度卷绕较慢，国内领先企业能达到0.8米/秒以上。

3、叠片机

叠片机用于软包电芯生产，能实现高于圆柱和方形电池的性能和安全性。叠片机是将正极片、隔膜、负极极片按照顺序叠合成小电芯单体，然后将小电芯单体叠放并联起来组成大电芯。叠片工艺生产出的电芯优点在于：由于相当于多个小极片并联，内阻较低，放电平台高；电芯极片隔膜之间受力面积一致，无明显应力集中点；内部空间利用较为充分，体积比容量和能量密度更高；叠片工艺相当于多极片并联，更容易在短时间内完成大电流放电，倍率性能佳。

叠片工艺的缺点在于操作要求高，生产控制繁琐，次品率高，最大的瓶颈在于生产效率低。目前国产动力电池用叠片机的效率相比韩国差距较大，国产设备以双工位居多，效率普遍在0.5-0.8秒/片，而进口叠片机效率为0.17-0.2秒/片。卷绕式工艺生产的电芯在电化学性能上略差于叠片式，但优势在于自动化程度高，制成容易，适合大规模生产，因此市场上的方形电池，尤其是圆柱电池一般都是卷绕式工艺生产。

通过上面介绍相信大家对锂电池生产流程中的中段工序都有一定了解，锂电池生产设备厂家广东南大机器人有限公司是一家集工业机器人、锂电池生产设备、口罩机设备和机器人教育装备研发、生产和销售为一体的高新科技企业,欢迎广大客户前来洽谈合作。

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