鋰電池電芯熱壓整形工藝要點

      在鋰離子電池生產過程中，極片生產完成后，采用卷繞或者疊片方式將正、負極極片和隔膜組裝制造形成基本的電芯。隨后，一般會對電芯進行熱壓整形。本文主要簡單介紹熱壓整形工藝的目的與工藝控制要點。

　　一、工藝目的

　　無論在卷繞中或者Z型疊片中，必須對隔膜施加一定的張力，以確保正極片、隔膜、負極片之間的整齊程度，然而工藝過程中的張力會使隔膜在走帶方向被拉長，隔膜在走帶方向的收縮量很大，會使得隔膜嚴重擠壓極片，從而導致電芯組裝工藝后，特別是繞卷工藝，電芯發生變形，變形后的電芯不僅外觀平整度差，內部還會存在隔膜褶皺等缺陷，如圖1和圖2所示，這會導致容量低、循環性能差及自放電快等質量問題，尤其是卷繞較厚的電芯，卷繞后的變形問題尤為突出。另外，松散狀態的電芯厚度一致性也差，會影響電芯入殼工藝，增加入殼工藝的難度，甚至導致入殼時電芯損傷。

　　因此，電芯熱壓整形的主要目的包括：

　　（1）改善鋰離子電池的平整度，使電芯厚度滿足要求并具有高的一致性；

　　（2）消除隔膜褶皺，趕出電芯內部空氣，使隔膜和正負極極片緊密貼個在一起，縮短鋰離子擴散距離，降低電池內阻。

　　二、工藝過程

　　為了使鋰離子電池電芯能夠在經過整形后平直且避免回縮復原。電芯熱壓整形工藝過程如下：將卷繞或疊片好的電芯放在模板上，設定增壓缸壓力和模板溫度，然后上下模板在一定壓力和溫度作用下使電芯定型，達到電芯厚度一致，使電芯彈性減小，降低裝芯合格率并保證成品電芯厚度的一致性。

　　對于方形電池，熱壓整形裝置如圖3所示，上下模板就是平板，在壓力作用下平板合模平整電芯。而對于圓柱電池，熱壓整形裝置如圖4所示，固定在底座上產生相向運動的兩汽缸，在兩汽缸活塞桿尾端帶有柱形槽的兩個半圓模，兩半圓模柱形槽的半徑相等且等于或小于預設卷芯半徑。利用機械手或夾具夾持卷芯放置在兩個半圓模的中心位置處，控制兩個汽缸帶動兩半圓模合模相向運動，使得兩個半圓模對卷芯進行擠壓，從而將卷繞整形到預設的尺寸，使之能夠放入與之相匹配的外殼內。

　　一般，在電芯熱壓整形時，同時對電芯進行絕緣耐電壓測試，檢測電芯內部是否存在微短路。如果電芯內部存在微小金屬異物顆粒，在電芯被壓下狀態，電芯隔膜刺穿，很容易檢測出微短路不合格品。關于電芯絕緣耐電壓測試，再分享：鋰電池電芯絕緣耐電壓測試基礎知識。

　　標簽：電芯熱壓機