下面來(lái)看一下量能一顆電芯是如何誕生的??
電池就像一個(gè)儲存電能的容器,能儲存多少的容量,是靠正極片和負極片的所負載活性物質(zhì)多少來(lái)決定的。
極片主要是由攪拌、涂布、冷壓三道工序完成:
攪拌
攪拌就是將正、負極固態(tài)電池材料混合均勻后加入溶劑,通過(guò)真空攪拌機攪拌形成均勻漿狀。
涂布
攪拌好的活性材料以每分鐘80米的速度被均勻涂覆到4000米長(cháng)的銅箔上下面。涂布前的銅箔薄如蟬翼,只有6微米厚。
涂布至關(guān)重要,需要保證極片厚度和重量一致,否則會(huì )影響電池的一致性。涂布還必須確保沒(méi)有顆粒、雜物、粉塵等混入極片。否則,導致電池自放電過(guò)快甚至安全隱患。
冷壓 & 預分切
輥壓裝置將涂布后的極片壓實(shí)到預定的厚度和密度。
極耳模切 & 分條
在這里,用模切機模切形成電芯的導電極耳。極耳是電池頭上的耳朵,通俗地說(shuō)就是電池正負極的耳朵在進(jìn)行充放電時(shí)的連接點(diǎn)。
然后,通過(guò)切刀對極片進(jìn)行分切。
卷繞
電芯的正極片、負極片、隔離膜以卷繞的方式組合形成裸電芯。先進(jìn)的CCD可實(shí)現自動(dòng)檢測及自動(dòng)糾偏,確保電芯極片不錯位。
裝配
卷繞好的裸電芯將被自動(dòng)分選配對,之后再經(jīng)過(guò)極耳焊接、折極耳、裝配頂支架、熱熔Mylar、入殼、殼體焊接等工序。至此,裸電芯就擁有了堅硬的外殼。
烘焙 & 注液
電池烘烤工序是為了使電池內部水分達標,確保電池在整個(gè)壽命周期內具有良好的性能。
注液,就是往烘焙后的電芯內注入電解液。電解液就像電芯身體里流動(dòng)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(guò)去,到達另一電極,完成充放電過(guò)程。
化成
化成是對注液后的電芯進(jìn)行激活的過(guò)程,通過(guò)充放電使電芯內部發(fā)生化學(xué)反應形成SEI膜,保證后續電芯在充放電循環(huán)過(guò)程中的安全、可靠和長(cháng)循環(huán)壽命。
為了電芯擁有良好性能,電芯制造過(guò)程中還要經(jīng)過(guò)X-ray檢測、焊接質(zhì)量檢測,絕緣檢測、容量測試等一系列“體檢過(guò)程”。
一顆性能優(yōu)良的超級電芯就這樣誕生啦!
制造好后的每一個(gè)電芯單體都具有一個(gè)單獨的二維碼,記錄著(zhù)制造日期,制造環(huán)境,性能參數等等。強大的追溯系統可以將任何信息記錄在案。如果出現異常,可以隨時(shí)調取生產(chǎn)信息;同時(shí),這些大數據可以針對性地對后續改良設計做出數據支持。
模組變形記
單個(gè)的電芯是不能使用的,只有將眾多電芯組合在一起,再加上保護電路和保護殼,才能直接使用。這就是所謂的電池模組。
電池模組(module)是由眾多電芯組成的。需要通過(guò)嚴格篩選,將一致性好的電芯按照精密設計組裝成為模塊化的電池模組,并加裝單體電池監控與管理裝置。CATL的模組全自動(dòng)化生產(chǎn)產(chǎn)線(xiàn),全程由十幾個(gè)精密機械手協(xié)作完成。另外,每一個(gè)模組都有自己固定的識別碼,出現問(wèn)題可以實(shí)現全過(guò)程的追溯。
從簡(jiǎn)單的一顆電芯到電池包的生產(chǎn)過(guò)程也是相當復雜,需要多道工序,一點(diǎn)不比電芯的制造過(guò)程簡(jiǎn)單。
上料
將電芯傳送到指定位置,機械手自動(dòng)抓取送入模組裝配線(xiàn)。
在寧德時(shí)代的車(chē)間內從自動(dòng)搬運材料到為設備喂料100%實(shí)現了自動(dòng)化
給電芯洗個(gè)澡——等離子清洗工序
對每個(gè)電芯表面進(jìn)行清洗(量能EPT采用的是等離子處理技術(shù)保證清潔度)。這里采用離子清潔,保證在過(guò)程中的污染物不附著(zhù)在電芯底部。
為什么要采用等離子清洗技術(shù)?原因在于,等離子清洗技術(shù)是清洗方法中最為徹底的剝離式清洗方式,其最大優(yōu)勢在于清洗后無(wú)廢液,最大特點(diǎn)是對金屬、半導體、氧化物和大多數高分子材料等都能很好地處理,可實(shí)現整體和局部以及復雜結構的清洗。
將電芯組合起來(lái)——電芯涂膠
電芯組裝前,需要表面涂膠。涂膠的作用除了固定作用之外,還能起到絕緣的目的。
量能EPT采用國際上最先進(jìn)的高精度的涂膠設備以及機械手協(xié)作,可以以設定軌跡涂膠,同時(shí)實(shí)時(shí)監控涂膠質(zhì)量,確保涂膠品質(zhì),進(jìn)一步提升了每組不同電池模組的一致性。
給電芯建個(gè)家——端版與側板的焊接
電池模組多采用鋁制端板和側板焊接而成,待設備在線(xiàn)監測到組件裝配參數(如長(cháng)度/壓力等)OK后,啟動(dòng)焊接機器人,對端/側板完成焊接,及焊接質(zhì)量100%在線(xiàn)檢測以確保質(zhì)量,以及100%在線(xiàn)監測焊接質(zhì)量。
線(xiàn)束隔離板裝配
焊接監測系統準確定位焊接位置后,綁定線(xiàn)束隔離板物料條碼至MES生產(chǎn)調度管理系統,生成單獨的編碼以便追溯。打碼后通過(guò)機械手將線(xiàn)束隔離板自動(dòng)裝入模組。
完成電池的串并聯(lián)——激光焊接
通過(guò)自動(dòng)激光焊接,完成極柱與連接片的連接,實(shí)現電池串并聯(lián)。
下線(xiàn)前的重要一關(guān)——下線(xiàn)測試
下線(xiàn)前對模組全性能檢查,包括模組電壓/電阻、電池單體電壓、耐壓測試、絕緣電阻測試。標準化的模組設計原理可以定制化匹配不同車(chē)型,每個(gè)模塊還能夠安裝在車(chē)內最佳適合空間和預定位置。
每個(gè)電池包包含了若干電池單元,與連接器、控制器和冷卻系統集成到一起,外覆鋁殼包裝。通過(guò)螺栓自動(dòng)固緊,由電氣連接器相連,即使發(fā)生故障,僅需更換單獨的模組即可,不必更換整個(gè)電池組,維修工作量和危險性大大降低,更換模組僅需把冷卻系統拆解,并不涉及其他構件。