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锂电池前段生产工艺 | 浆料质量&制浆效率的关键控制点

发布者: 宏瑞德  时间:2025-02-12

锂电池生产分为前、中、后三段工序,每段工序都有其特定的任务和目标,不同电池厂的工艺流程都略有差异,以下是各段工序的说明:

  • 前段工序:主要包括电极制备,关键步骤有搅拌、涂布、辊压、分切和模切。

主要步骤:

搅拌:将活性物质、导电剂、粘结剂和溶剂混合,形成均匀浆料。

涂布:将浆料均匀涂覆在集流体(铜箔或铝箔)上。

干燥:蒸发溶剂,形成固体涂层。

辊压:压实涂层,提高密度和导电性。

分切:将大卷电极片切成所需宽度。

模切:将电极片切成所需形状和尺寸。

  • 中段工序:主要包括电芯组装,关键步骤有叠片或卷绕、焊接、封装和注液。

主要步骤:

叠片/卷绕:将正负极片和隔膜叠片或卷绕成电芯。

焊接:焊接极耳,确保电芯导电性。

封装:将电芯装入外壳,进行封装。

注液:注入电解液,确保离子传导。

  • 后段工序:主要包括电芯激活、检测和包装,关键步骤有化成、分容、检测和包装。

主要步骤:

化成:首次充放电,激活电芯。

分容:测试电芯容量,分类。

检测:进行多项检测,确保电芯质量。

包装:包装合格电芯,准备出货。


锂电池生产中,搅拌和涂布是前段的关键工序,浆料质量对电池性能至关重要:

  • ● 浆料均匀性

影响:浆料不均匀会导致涂布面出现厚度不均、颗粒团聚等问题。

原因:搅拌不充分或配方不当。

解决方案:优化搅拌工艺,确保浆料成分均匀分散。

  • ● 浆料粘度

影响:粘度过高或过低都会影响涂布效果。过高导致涂布困难,过低则易流淌。

原因:固含量、溶剂比例或温度控制不当。

解决方案:调整固含量和溶剂比例,控制温度。

  • ● 浆料稳定性

影响:不稳定浆料易沉降或分层,导致涂布面出现条纹或斑点。

原因:添加剂失效或搅拌后静置时间过长。

解决方案:使用稳定添加剂,减少静置时间。

  • ● 浆料流动性

影响:流动性差会导致涂布面不平整,出现气泡或针孔。

原因:浆料配方或涂布设备参数不当。

解决方案:优化配方,调整涂布设备参数。

  • ● 浆料固含量

影响:固含量过高或过低都会影响涂布均匀性和电池性能。

原因:配方设计或原材料质量不稳定。

解决方案:严格控制固含量,确保原材料质量稳定。

  • ● 浆料颗粒大小

影响:颗粒过大或分布不均会导致涂布面粗糙,影响电池性能。

原因:原材料质量或研磨工艺不当。

解决方案:选用优质原材料,优化研磨工艺。

宏瑞德 异位三桨搅拌机


  • ● 传统双行星搅拌机与宏瑞德异位三桨搅拌机对比核心优势

项目

异位三桨搅拌机

传统双行星搅拌机

效率

线速度提升1.5倍,剪切次数翻倍,时间缩短30%

效率较低,处理时间长

均匀性

导电剂包覆均匀,高固含量浆料稳定性强

易产生团块,均匀性一般

维护成本

模块化设计,维护周期短

拆卸复杂,维护成本高

适用场景

高粘度、高固含量浆料(如锂电池导电剂)

常规低粘度浆料


异位三桨搅拌机在效率、浆料质量、维护成本等方面全面优于传统双行星搅拌机,尤其适用于对均匀性和生产效率要求高的工业场景

宏瑞德 半干湿高效匀浆生产线

宏瑞德半干湿匀浆整线方案相较于传统单机方案,具备以下显著优势:

一、生产效率与能耗优化

时间效率提升

搅拌时间从传统方案的5小时缩短至3.5小时,生产效率提升30%,满足锂电行业大规模产能需求(如4GWH)。

密炼机与搅拌机协同作业,每2小时出一锅浆料,实现节拍式连续生产,减少设备空转时间。

能耗降低

单位能耗从140Kwh/t降至90Kwh/t,降幅达35%,大幅降低运营成本。

三桨结构结合螺旋挤压设计,属于省力机构,同等产能下总能耗接近传统方案,但单位能耗更低。

二、浆料质量与一致性

混合均匀性增强

异位三桨设计缩小搅拌桨与桶壁、桶底间隙(最小3mm),剪切次数提升2倍,剪切面积扩大3倍,确保浆料无死角混合。

密炼机高速预混(15分钟完成),润湿均匀,减少结块风险,浆料固含量、粘度和细度一致性显著优于传统方案。

配方精准性保障

二次计量闭环管理(储存罐减重+发送仓加重计量),杜绝粉料残留,配方误差低于传统一次计量方案。

主料与辅料分阶段输送,辅料完全清空后输送剩余主料,避免交叉污染。

三、生产灵活性与容错率

模块化组合设计

以0.5GWH为单元灵活扩展,适应不同产能需求(如4GWH采用8套组合),便于企业分阶段投资。

单锅料异常时可微调补救,降低物料报废风险。

全自动化与人力节省

全自动上料系统将人力需求从8人减少至2~3人,降低人工成本及操作失误。

下拆式模块化维护设计,更换组件仅需30分钟,减少停机时间。

四、环保与安全性

无尘密闭作业

密炼机预混及发送仓负压下料,全程不开锅,杜绝扬尘和物料吸湿(尤其保护正极材料特性)。

减少人工刮浆干预,改善车间环境,符合锂电行业严格的洁净度要求。

维护便捷性

设备高度从6米降至3.8米,无需升降工具,维护安全性提升。

密炼机自动清洗功能减少人工清洗频率,降低劳动强度。

五、场地与成本优化

空间利用率提升

650L搅拌系统+密炼机的组合,比传统1500L搅拌机更紧凑,占地面积减少10%~20%。

模块化布局适应工厂灵活规划,降低初期基建投入。

长期运营成本优势

低能耗、低维护频率、高设备寿命(减少冲击负载)综合降低全生命周期成本。


宏瑞德半干湿匀浆整线方案通过技术创新(异位三桨、密炼预混)、系统集成(全自动+模块化)及绿色工艺(无尘密闭),直击锂电行业在浆料制备中的核心痛点,不仅提升了电池一致性和生产效率,更在能耗、环保及柔性生产层面为企业的规模化扩张和可持续发展提供了可靠支撑。未来,随着锂电行业对降本增效和零碳目标的追求,此类高效、智能的匀浆方案将成为主流选择。

总结

浆料质量直接影响涂布面波动,进而影响电池性能。通过选用高效匀浆设备、优化搅拌工艺、调整配方、控制固含量和颗粒大小等措施,可以有效减少涂布面波动,提升电池质量。


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