关于锂电池智能制造后段处理工艺

　　近年来，随着新能源行业的飞速发展，新能源汽车及动力电池产业的不断升级，电池厂对自动化和兼容性的要求也越来越高。

　　12月27-28日，由起点研究、锂电大数据、起点电动网主办的“2017APEC新能源汽车&锂电池领袖峰会暨第三届起点金鼎奖颁奖典礼”在深圳龙岗珠江皇冠假日酒店聚龙厅举行。

　　来自整车企业、核心部件企业、零部件企业等1000+精英高层欢聚一堂，探讨新的合作模式，加强新能源汽车产业链的深度融合、促进产业的健康发展。

　　深圳市恒翼能科技有限公司副总裁赵少华在会上发表了“锂电池智能制造后段处理工艺”的主题演讲，演讲内容主要从锂电池后段自动线体工艺概述、工艺分段详述、技术创新三个方面展开。

　　以下内容根据现场演讲整理。

　　大家好！今天我的演讲分成三个方面，一是对锂电池后段自动线体工艺做一个概述，二是工艺分段的详述，最后是技术的创新。

　　锂电池生产后段自动线体的概述

　　锂电池生产后段主要包括化成，OCV测试（打钢珠、点焊、贴标签或热压、切气包、切边、整形等），静置，分容，分档，电池入库等多种处理，处理过程为通过输送机，升降机，RGV，堆垛机等物流设备连接起来，实现完整全自动解决方案。

　　工艺分段详述

　　首先是化成工艺。注液完成后，通过小电流充电激活活性物质；碳负极表面生成固体电解质界面(SEI)膜；SEI膜的特性是可以循环寿命，有自放电性、稳定性、安全性等特点；决定SEI膜的因素有材料、化成环境温度、化成电流和电压精度；化成的方式有负压化成、开口化成、常温压力化成、高温压力化成。

　　其次说说SEI。液态锂离子电池首次充放电过程中，电极材料与电解液发生反应，形成一层覆盖于电极材料表面的钝化层。钝化层是一种界面层,具有固体电解质的特征。

　　它的作用是：第一，电子绝缘体是Li+的优良导体，Li+可以经过该钝化层自由地嵌入和脱出；第二，有机溶剂不溶，防止溶剂分子的共嵌入,避免了因溶剂分子共嵌入对电极材料造成的破坏,大大提高了电极的循环性能和使用寿命。

　　开口化成的特点是注液口敞开，优点是设备简单、成本低，缺点是易进入水和杂质。负压化成和开口化成相比，特点是负压化成从注液口抽真空。它的好处是什么？它是完全密封的环境，气体排放非常充分；缺点是设备比较复杂、成本比较高。另外一个是按照温度来分的高温化成和常温化成，高温化成是在温度45度、60度和80度完成化成，目的是加快化成速度，缺点是SEI膜疏松且不稳定。常温化成是20度、25度、30度完成化成，优点是SEI膜致密稳定，缺点是化成时间长。大电流化成方面，它是0.5C、1C、2C，优点是加快电化学反应速度和SEI膜生长速度，缩短化成时间；缺点是SEI膜疏松，一致性不好，并且不稳定。小电流化成是0.02C、0.05C，它的优点是SEI膜致密一致性好和稳定，缺点是化成时间长。

　　主要化成设备有高精度电源柜和自动化针床。高精度电源柜是全面的充放电模式，支持5V、0-100A的多种充放电工步组合。自动化针床设备的特点是定制化。适合客户需求的自动化化成分容针床设备，采用多触点技术，使采样更稳定准确，大大节省了上下电池时间，提高了设备利用率。

　　第三个是金属硬壳负压化成工艺，特点是采用进口专业负压解决方案，气密性好，使用寿命长，运用机构定位精确，自主知识产权和探针接触阻抗小，双路消防解决方案自带排烟排水系统，烟雾和温度双重监控。另外一个工艺是软包，软包的电池需要用到伺服电机+传感器闭环控制，压力的保持性能要非常好。

　　完成了化成以后，通常下面会有一个NG分选的工序，很多厂家会使用OCV测试。

　　技术创新

　　说到技术创新，恒翼能最近研究了一个最新的技术，也是小范围应用的技术。目前，在定容工艺里面需要1.5个以上的充放电才能完成一个完整的过程，而我们利用半个充放电循环数据精确重建完整充放电曲线，能够把定容时间缩短一半以上。

　　恒翼能建立了一个多参数匹配的分选系统，解决单一参数不能全面反映电池品质的问题，大大增加了电池分选的一致性和精确率。

　　目前，行业的痛点是什么呢？就是电池在生产过程中的爆炸或者热失控。恒翼能经过半年时间开发出一个有效热失控预警和管理系统，即在整个系统里面做一个主体控制，从电压开始到温度的跟踪，再到烟雾报警、防护、堆垛机等，把可能发生的事故降到最低，这个系统可能会在两个月左右往市场上推。

　　最后，简单介绍一下恒翼能：恒翼能是2006年成立的。目前，恒翼能有方形、软包、圆柱后段自动化生产线，还有模组与PACK自动生产线，欢迎大家多多了解。