锂离子电池(Lithium-ion battery)是一种新兴的动力电池,常用来为电动汽车提供驱动力,它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。
随着技术的进步和性能的提升,以及电动汽车行业的高速发展,锂电池已成为发展新能源汽车产业的重要部分。
锂电池主要由正极材料、负极材料、电解液、隔膜四大部分组成。
在锂电池生产中,极片制作是基础、电芯制作是核心,电池组装关系到锂电池成品质量。
锂电池制造大体可分为上中下游三道工序,涵盖电极制作的涂布搅拌阶段、电芯合成的卷绕注液阶段,以及化成封装的包装检测阶段。
(1)原料制备工艺
锂电池生产前期需要进行原料制备。原料制备工艺包括了正/负极材料制备、电解液配比、隔膜制备,气动隔膜泵在其中的应用主要集中于正极材料制备和电解液配比。
正极材料约占电池制造成本的30%,是决定电池安全、性能、成本和寿命的关键材料,正极材料的技术和产业升级是当前关注重点。正极材料两大主流品类为三元锂电池和磷酸锂铁电池(LFP)。三元材料能量密度最高,需要优秀的电池管理系统,以特斯拉为代表;磷酸铁锂虽能量密度低,但安全性高,成本低,可循环充电次数高,在国内应用广泛,以比亚迪为代表。
正极材料的制备工艺涉及磷酸铁的干燥和烧结;研磨和筛分等主要工序,气动隔膜泵的机会便在于此。
电解液是电池正负极之间起传导作用的离子导体,由电解质锂盐、高纯度的有机溶剂和必要的添加剂等原料以一定的比例配成,其中锂盐的特性和质地尤为重要,对电池的充放电性能、寿命、温度适用范围都有着比较大的影响。
在此环节中,SKYLINK隔膜泵可主要应用于分散剂(聚乙二醇)输送、溶剂输送和液体添加剂输送中。
(2)锂电池生产工艺
锂电池生产工艺具体来讲包括混料、涂布/拉浆、卷绕、灌封、测试及输送等环节,SKYLINK(斯凯力)隔膜泵主要应用集中于正极配料、涂布拉浆以及最后的组装化成环节。
正极配料
正极配料需要将生产工艺上游的活性料、导电剂、粘接剂、分散剂等混合进行配料,具有较高的工艺要求。原料/辅料投加泵多半为间歇性操作、溶剂类多属易燃易爆品,适宜选择气动泵;其中的粘接剂多半为中低粘度,有较强的拉伸性能,适宜选择隔膜泵这类容积式泵;并且正极活性原料多半为粉体,袋装或桶装,采用封闭式的粉泵输送可降低粉料对环境的污染,同时提高效率,节约能耗。
SKYLINK隔膜泵在此环节中可应用于原料/辅料投加泵,帮助溶剂、粘接剂等液体添加剂输送至混合釜;粉体上料,将粉体原料泵送至混合釜。
正负极涂布/拉浆
在正负极涂布/拉浆环节中,借助于涂布机/拉浆机,将混合后的正极/负极材料按设置的标准规格进行加工,最终完成正极/负极制片。由于用于涂布的混合浆液有一定温度,粘度2000~8000cps左右,需要低起泡输送,并需具有耐酸性,气动隔膜泵可很好地符合这些工艺要求,应用于浆料输送中,将混合后的正极/负极材料泵送至涂布机或暂存罐。
组装化成
电池生产中的组装化成需要将半成品的正负极制片与隔膜进行组装,注入电解液,并根据电池不同种类进行封装。组装化成阶段的电解液灌注量非常小,定量要求高;电解液的腐蚀性对接液部件的材质有一定要求;并且上料要求低起泡、避免产生过大剪切力。
SKYLINK隔膜泵在此最典型的应用是电解液上料。上料泵可用于配套与灌注机上,或单独作为工艺泵选购与产线上
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