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動力電池步入式老化房

動力電池步入式老化房

型    號:
更新時間:2025-04-02

動力電池步入式老化房通過模擬高溫、惡劣環(huán)境,對動力電池進行老化測試。測試過程中,所有電子負載的參數(shù)設(shè)定、測試參數(shù)的現(xiàn)實及產(chǎn)品的合格與不合格均由電腦來進行設(shè)備和顯示。同時,采用先進的環(huán)境模擬技術(shù),能夠精準模擬各種惡劣氣候條件(如高溫、低溫、濕度變化等),以及實際使用中的電氣負載情況,確保動力電池在不同環(huán)境下的性能表現(xiàn)都能得到驗證。

產(chǎn)品詳細資料:
  動力電池步入式老化房是提高產(chǎn)品穩(wěn)定性、可靠性的重要實驗設(shè)備,也是各生產(chǎn)企業(yè)提高產(chǎn)品質(zhì)量和競爭性的重要生產(chǎn)流程。該設(shè)備廣泛應(yīng)用于電源電子、電腦、通訊、生物制藥以及新能源等領(lǐng)域。通過老化測試,可檢查出不良品或不良件,為客戶迅速找出問題并解決問題提供了有效的手段,充分提高了客戶生產(chǎn)效率和產(chǎn)品品質(zhì)。
 
  鋰離子電池的生產(chǎn)制造,是由一個個工藝步驟嚴密聯(lián)絡(luò)起來的過程。整體來說,鋰電池的生產(chǎn)包括極片制造工藝、電池組裝工藝以及最后的注液、封口、化成、老化工藝。在這三個階段的工藝中,每道工序又可分為數(shù)道關(guān)鍵工藝,每一步都會對電池最后的性能形成很大的影響。
 
  在極片制造工藝階段,可細分為漿料制備、漿料涂覆、極片輥壓、極片分切、極片干燥五道工藝。在電池組裝工藝,又根據(jù)電池規(guī)格型號的不同,大致分為卷繞、入殼、焊接等工藝。組裝完成后的注液工藝又包括注液、封口。最后是電池的化成、老化、分容三步工藝。在電池制作完成后,需要對電池進行初次預激活和穩(wěn)定化,也就是最后的化成-老化-分容工序。
 
  一、鋰離子動力電池化成
 
  關(guān)于化成(Pre-formation)的概念,就是對制造出來的鋰離子電池進行第一次小電流的充放電。在鋰電池制作完成后,需要對電池進行小電流的充放電。關(guān)于預充電的目的,主要是兩個:
 
  1、電池制作完成后,電極材料并不是處在最佳適用狀態(tài),或者物理性質(zhì)不合適(例如顆粒太大,接觸不緊密等),或者物相本身不對(例如一些合金機理的金屬氧化物負極),需要進行第一次充放電對其激活。
 
分析
  2、在鋰電池進行第一次充電過程中,Li+從正極活物質(zhì)中脫出,經(jīng)過電解液-隔膜-電解液后,嵌入負極石墨材料層間。在此過程中,電子沿著外圍電路從正極遷移到負極。此時,由于鋰離子嵌入石墨負極電位較低電子會先與電解液反應(yīng)生成SEI膜和部分氣體。
 
  在此過程中會產(chǎn)生部分氣體產(chǎn)生同時伴隨少量電解液的消耗,有些電池廠家會在此過程后進行電池排氣和補液的操作,尤其是對于LTO電池來說,會產(chǎn)生大量的氣體造成電池鼓包厚度超過10%。對于石墨負極來說,產(chǎn)氣量較少,不必要進行排氣的操作,這是因為在第一次充電過程中產(chǎn)生的SEI膜阻礙了電子與電解液的進一步反應(yīng),不再產(chǎn)生氣體。這也就是石墨體系電池不可逆容量的來源,雖然造成了不可逆容量損失,但是也成就了電池的穩(wěn)定。
 
  二、鋰離子動力電池老化工藝
 
  電池老化一般就是指電池裝配注液完成后第一次充電化成后的放置,可以有常溫老化也可有高溫老化,兩者作用都是使初次充電化成后形成的SEI膜性質(zhì)和組成更加穩(wěn)定,保證電池電化學性能的穩(wěn)定性。老化的目的主要有三個:
 
  1、電池經(jīng)過預化成工序后,電池內(nèi)部石墨負極會形成一定的量的SEI膜,但是這個膜結(jié)構(gòu)緊密且孔隙小,將電池在高溫下進行老化,將有助于SEI結(jié)構(gòu)重組,形成寬松多孔的膜。
 
  2、化成后電池的電壓處于不穩(wěn)定的階段,其電壓略高于真實電壓,老化的目的就是讓其電壓更準確穩(wěn)定。
 
  3、將電池置于高溫或常溫下一段時間,可以保證電解液能夠?qū)O片進行充分的浸潤,有利于電池性能的穩(wěn)定。
 
  電池的化成-老化工藝是不可少的,在實際生產(chǎn)中根據(jù)電池的材料體系和結(jié)構(gòu)體系選擇電池充放電工藝,但是電池的化成必須在小電流的條件下充放電。經(jīng)過這兩步關(guān)鍵工藝后,再對穩(wěn)定下來的電池進行分容,經(jīng)過包裝等工序后就可以出場了。
 
  動力電池步入式老化房參數(shù)要求:

烘烤和擱置

1、烘烤:烘箱參數(shù):溫度:45±3℃,壓力:常壓;烘烤時間:10h。

2、擱置:溫度:25±5℃;擱置時間:6h;

處理:前3h電池翻轉(zhuǎn)倒置,后3h正放擱置。

預充(化成)

1、預充(化成)制度(流程):

恒流充電:電流130mA,時限900min,?壓限4.2V,休眠30min;

2、電壓檢測:下柜前通過檢測柜檢測,異常處理:<4.00V的重做以上充電制程;

烘烤、測電壓

1、下柜后烘箱擱置,溫度:45±3℃ ;時間:12h;

2、普測電壓(使用萬用表)。異常處理:電壓<3.90V的挑出單獨標識單柜化成,化成后作為C級品入庫;

3、所有電池上柜作第一次分容。

一次分容

一次分容制度(流程):

恒流放電:電流260mA,時限500min,壓限3.00V,休眠10min;

恒流充電:電流260mA,時限500min,壓限4.20V; 

恒壓充電:電壓4.20V,時限90min,電流130mA,休眠10min;

恒流放電:電流260mA,時限500min,壓限3.00V,休眠10min;

恒流充電:電流650mA,時限180min,壓限3.85V;

恒壓充電:電壓3.85V,時限90min,電流130mA,休眠10min。

 

二次分容(流程見附表)

1、烘烤擱置:烘箱,溫度:45±3℃;時間:48h,做好標識,

  1. 擱置期到后普量電壓:萬用表:精度    。分類處理:
  1. 電壓≥3.80V:進行第二次分容,分容后測量電壓、內(nèi)阻后入庫,要求及處理方法見《成品電池分級工藝技術(shù)標準》;
  2. 電壓<3.80V:標識,每周處理一次,?(按二次分容工藝處理)

3)二次分容程序

恒流放電:放電電流650mA,時限180min,壓限3.00V,休眠10min;

恒流充電:電流1300mA,壓限4.20V,時限100min;

恒壓充電:電壓4.20V,電流130mA,時限90min,休眠10min;

恒流放電:電流1300mA,壓限3.0V,時限90min,休眠10min;

恒流充電:電流650mA,時限120min,壓限3.85V;

恒壓充電:電壓3.85V,電流130mA,時限90min,休眠10min;

3、擱置:二次分容后擱置,溫度:常溫(25~35℃);時間:7天(168h)

4、普量電壓,分類處理:

1)電壓≥3.80V:按正常工藝下轉(zhuǎn),

2)3.80V>電壓≥3.65V:C級品入庫(容量或內(nèi)阻達不到分級標準要求的按分級標準中的規(guī)定分級),

3)3.65V>電壓≥1.0V:低電壓電池,處理辦法見《成品電池分級工藝技術(shù)標準》;

  1. 電壓<1.0V:D級品入庫。

5、分級、入庫;:

1)標準:《成品電池分級工藝技術(shù)標準》。

  1. 電池容量標準以第二次分容作為依據(jù),
  2. 所有二次分容后的電池測量內(nèi)阻,?

按照相應(yīng)的級別入庫

  1. 高溫擱置48h后,電壓<3.80V的電池,如果二次分容后級別達到要求的按照B級品入庫
 
 

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