热压成型机工作原理(锂电笔记→ 019 热压（整形）基础)

Posted 2023-06-02

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热压成型机工作原理(锂电笔记→ 019 热压（整形）基础)

一、热压原理

热压整形是通过加热加压，将松散的JR压平，使阴阳极片与隔膜间隙达到最小，同时释放极片以及隔膜的张力，使JR极片间隙，相对位置，外形尺寸，更稳定的过程

二、目的及意义

无论在卷绕中或者Z型叠片中，必须对隔膜施加一定的张力，以确保正极片、隔膜、负极片之间的整齐程度，然而工艺过程中的张力会使隔膜在走带方向被拉长，隔膜在走带方向的收缩量很大，会使得隔膜严重挤压极片，从而导致电芯组装工艺后，特别是绕卷工艺，电芯发生变形，变形后的电芯不仅外观平整度差，内部还会存在隔膜褶皱等缺陷，如图1和图2所示，这会导致容量低、循环性能差及自放电快等质量问题，尤其是卷绕较厚的电芯，卷绕后的变形问题尤为突出。另外，松散状态的电芯厚度一致性也差，会影响电芯入壳工艺，增加入壳工艺的难度，甚至导致入壳时电芯损伤。

因此，电芯热压整形的主要目的包括：（1）改善锂离子电池的平整度和一致性，使电芯厚度满足要求并具有高的一致性；有利于提高入壳的良率（尤其是自动包装机）

（2）消除隔膜褶皱，赶出电芯内部空气，使隔膜和正负极极片紧密贴个在一起，防止极片错位和变形，缩短锂离子扩散距离，降低电池内阻。

三、对电池的影响

在热压过程中，隔膜可能被严重压缩，隔膜厚度变化大，导致微孔被堵塞，肉眼观察隔膜会变成透明色，这种情况说明热压整形对电芯作用超限，会影响锂离子传输。如果极片比较脆，电芯折弯处在热压整形中容易发生掉粉甚至断裂，这会导致电子传输受限，增加电池内阻。因此，电芯热压整形也必须避免这种情况发生。这两个方面要求热压整形压力越小越好，时间越短越好。而另外一方面，热压整形又必须使电芯定型，电芯厚度满足工艺要求，电芯弹性减小，并保证成品电芯厚度的一致性。因此，热压整形过程中压力，时间和温度等工艺参数需要优化。

四、过程关键控制点

为了使锂离子电池电芯能够在经过整形后平直且避免回缩复原。电芯热压整形工艺过程如下：将卷绕或叠片好的电芯放在模板上，设定增压缸压力和模板温度，然后上下模板在一定压力和温度作用下使电芯定型，达到电芯厚度一致，使电芯弹性减小，降低装芯合格率并保证成品电芯厚度的一致性。

一般，在电芯热压整形时，同时对电芯进行绝缘耐电压测试，检测电芯内部是否存在微短路。如果电芯内部存在微小金属异物颗粒，在电芯被压下状态，电芯隔膜刺穿，很容易检测出微短路不合格品。关于电芯绝缘耐电压测试

关键输入参数KPIV:

热压高度
温度
压力
时间

关键输出参数KPOV

JR厚度

五、常见问题

极片断裂，极片发脆，压实密度大，Al箔延展率低，下压速度过快等。解决措施:提高极片韧性，极片粘接力，降低极片压实密度，提高箔材延展率，降低热压时极片弯折的冲量，托盘避空

六、发展趋势

单机效率提升，设备稳定性提升，常温整形

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