某圆柱形锂离子电池工艺简介！
圆柱电池顾名思义即和我们常见的五号电池相似的圆柱型电池，总高度等于或大于直径的圆柱形状的锂离子电池。
图1所示为圆柱形锂离子电池制造工艺，包括匀浆、涂敷、碾压、分切、烘干、卷绕、装配、清洗、化成、老化、后处理分选、外观检查和出货。
图1 圆柱形锂离子电池制造工艺
1）匀浆工艺
匀浆工序不再使用传统的行星制浆机混浆方式，采用了新型混浆设备——双螺杆挤出机，创新了混浆方式。这种新型混浆方式能耗低，占用空间小，可实现正、负极各1t/h的产量，单条生产线每年生产效率可达2.4GW·h，大大提高了混浆的产能及效率。
挤出机混浆设备具有高精度的喂料系统，下料精确度可以达到0.3%以内，从下料到出料的混浆过程只需要1~2min就可以完成，从而实现了连续混浆生产，这种新型混浆方式自动化程度非常高。
2）涂敷工艺
涂敷工序采用1.3m宽幅双层设备，涂敷速度可达40m/min，每条生产线的产能可达2.2GW·h。
该项目采用双面涂敷技术，分为A、B两头，B头接收到的是A头涂敷完成的单面极片，从烘箱出来后，经过在线动态测厚仪，实时监控涂敷的面密度，然后B头对极片进行返双涂敷，再进入烘箱2层，进行烘干。
烘箱结构共8节，采用了纳米蒸汽+热风烘干的混合加热技术，可以提高极片烘干效率和极片的黏结力。而纳米蒸汽可以直接穿透涂层，温度从极片表面至基材表面分布均匀，使得极片的烘干由内至外，降低黏结剂的上浮。
收放卷单元采用自动换卷方式，大大提高了生产效率。分切单元将宽幅极片切成两个窄幅极片，将分切好的极片进行收卷，发送到下一个工序。每台涂敷设备采用3台测厚仪在线检测，可以实时监测箔材基底、涂敷单面和涂敷双面的面密度，实现定位调整，极片涂敷质量得到优化。
3）压切工艺
极片烘干后进入压切工序，正极采用液压伺服控制压辊，采用液压伺服控制的好处是控制精度高，极片辊压厚度均匀，主要工艺流程是先上卷再经过辊子压实，接着是测厚仪在线检测极片的厚度，最后进行收卷。正极碾压机还采用了热压技术，能更好地控制压实密度和压后极片厚度的均匀性。
负极采用二次碾压工艺，就是极片经过两组压辊。采用二次碾压工艺可以很好地保证极片的厚度控制在正常范围之内，碾压过后还要经过一个S形的烘箱再次烘干，可以防止水分影响极片的厚度，最后收卷。
分切机将压好的极片分成符合加工电池宽度的极片，分切机刀具采用上下都有弧度的刀片，这样切出的极片外观更好，毛刺更少。该项目还采用了CCD在线检测系统，发现外观不良后会自动贴标签，在后续卷绕过程中自动去除，可很好防止产生不良电芯。
4）卷绕工艺
卷绕车间整体环境温度控制在18~26℃，湿度控制在1%以下，粉尘度控制在10000级以下。前面工序制备好的正负极片通过AGV自行运送到烘干车间，运输过程中采用全密封箱体转运，可以有效控制运输过程中极片的水分含量。在卷绕前，极片需要经过高真空烘干，最大限度地去除极片中的水分，保证产品质量。烘干过程采用自动呼吸式的流程控制，以氮气作为保护气体，以达到升温和降温的作用。
卷绕机具备连续自动换料、下料功能，还具有极耳双面焊接切换、负极铜箔外包或隔膜外包切换、电极浆料切断和极组整形等功能，增加了胶带、极耳等多项在线检测功能，所有在线检测不良品会被自动排除，设备可靠性很高。
该工序主要原材料的投入、制造过程信息和人员信息均上传至MES进行监控，对原材料的先进先出、干燥时间控制、原材料规格和批次信息追溯等均可在线监控，真正做到生产过程的信息化和自动化。
5）装配工艺
卷绕好的极组被送到装配车间，项目采用国内先进的圆柱形电池组装生产线，速度高达200只/min，相比行业一般的130只/min，速度提升54%。装配过程中需要用到的设备如下：
①上料机：其主要功能是完成上料并将极组装入电池壳中。上料机采用小车自动上料，工作人员只要将小车推到指定位置，设备就能完成自动上料。在上料时能够自动记录产品批次，进行追溯。
②负极耳焊接机：其主要功能是将负极耳与电池壳进行焊接，可实现单层、双层的铜极耳、镍极耳等不同极耳的焊接。
③收口与滚槽机：为了尽可能利用电池壳的内部空间，采用了T形壳的设计，就是口部外径要大于壳身外径，因此设置了收口工位，经过该工位后，电池壳的口部外径与壳体外径一致。滚槽机的每个工位都设置了吸尘功能并由传感器对吸尘器内的真空度进行检测，有效降低了因金属粉末掉入电池内部而造成电池性能下降的风险。
④注液机：它是全新装配线的核心设备，其采用了托盘式注液及腔体式加压的方式。在注液机内部设置了排风与漏点检测仪，有效提高了注液的精确性与电解液的浸润效果，降低了电解液在车间内的扩散。
⑤封口机：封口机操作分为3个步骤，分别是预封、卷边与下压。经过这一步操作电池完全成型。
装配线上大量采用了CCD与传感器检测，根据实际产品特性采用了最新的检测参数与方式，不仅提高了检测准确度并增加检测内容，还可以实现产品所有关键参数的在线检测。该装配线还实现了在线自动预化成功能，这样既节省了操作人员的工作量，又有效控制了清洗至预化成的时间，进而降低了生锈的风险。
6）化成工艺
化成车间的功能是完成电池的活化及分容。车间内配置了一整套全自动化成设备及智能物流运输系统，包括调度系统、充放电设备、仓储设备及输送设备。电池自投入至产出，全程无需人员参与。
①调度系统布局在车间二楼，是整个车间的神经中枢，具有控制、监控、数据收集及存储、逻辑运算等功能。
②充放电设备共有5条线体，可同时对30万只电池进行充电和放电，充放电设备采用能量回收系统，可将电池放电时的电能回收至电网。在异常状态下（电池爆喷），会有温度、烟雾报警，设备自身可实时检测电芯状态，有效避免危险事故的发生。
③仓储设备分为高温老化间（存放200万只电池）和常温静置区（存放1500万只电池），区域每个仓位配有烟雾报警器。当有危险事故发生时，堆垛机可迅速将危险托盘运送至盐水箱进行控制。
④堆垛机在系统指令下，自动搬运电池，完成上料和下料动作。
⑤分档机有6台，每台分档机有8个工位，可自动将电池依据电压内阻容量进行分档操作，分档后的电池再经过外观检验包装出库。
