锂电池研发制备测试设备.docx

JOHNSONTM锂电池研发制备测试设备MXt&MliiK (12111 有IRil司AST Testing Service (ShenZMn) CO . Ltd' - 1主营业务6ISCK»鬃认证入驻京东/天电报告也“CBKC认证一、电池检测报告产品覆盖范围一次电池普通干电池、碱性锌送电池、锂镒电池锌银电池、锌空气电池、锂碘电池二次镁电池镁镉电池、镁氢电池手机锂电池锂离子电池、锂聚合物电池各种数码二次电池笔记本电脑电池、数码相机电池、摄像机电池、各种圆柱型电池、无线通讯电池、便携式DVD电池、CD和MP3播放器电池，平板电脑电池等铅酸蓄电池汽车启动用铅酸蓄电池、固定型铅酸蓄电池、小型阀控专封铅酸蓄电池动力二次电池动力车用电池、电动道路车车用电池、电动工具用电池、混合动力车用电 池二、电池测试项目式 Environmental testing高度模拟（低气压）Low pressure循环 Temperature cycling热滥用 Thermal abusetRM颗式 Mechanical testing震动 Vibration机械中击 Mechanical shock自由跌落Free fall挤压Crush重物冲击Impact电气测试 Electric Testing额定容量 Rated capacity放电性能 Discharge performance电 Over discharge过度充电Overcharge强制放电 Forced discharge高倍率充电 High-rate charging夕卜部短路 External short circuit耐久寿命Endurance内阻 Internal resistance荷电保持和恢复 Charge retention and recoveryJOHNSONTMJOHNSONTMJOHNSONTM活性材料的制浆一搅拌工序搅拌就是将活性材料通过真空搅拌机搅拌成浆状。这是电池生产的第一道工序，该道工序质量控制的好坏，将直接影响电池的质量和成品合格率。而且该道工序工艺流程复杂，对 原料配比，混料步骤，搅拌时间等等都有较高的要求。时下的正极材料有很多种，主要有钻酸锂、铳酸锂、银酸锂、磷酸铁锂等。 磷酸铁锂由于具有安全性与循环寿命、材料成本低的优势,开始被国内电 池企业广泛采用。而锂离子电池负极材料TS都是碳素材料，如石墨就 是应用最广泛的负极材料,这两种材料需要在搅拌机中搅拌成浆状。这里搅拌的是电池的活性材料JOHNSONTM将搅拌好的浆料涂在铜箔上涂布工序这道工序就是将上一道工序后已经搅拌好的浆料以每分钟80米的速度被均匀涂抹到4000米 长的铜箔上下面。而涂布前的铜箔只有6微米厚，可以用"薄如蚕翼”来形容。涂布工序最重要的是厚度和重量的一致性涂布至关重要，需要保证极片厚度和重量一致，否则会影响电池的一致性。涂布还必须确 保没有颗粒、杂物、粉尘等混入极片。否则会导致电池放电过快，甚至会出现安全隐患。JOHNSONTM切出电池上正负极的小耳朵一极耳模切与分条极耳切模工序就是用模切机形成电芯用的导电极耳。我们知道电池是分正负极的，极耳就 是从电芯中将正负极引出来的金属导电体，通俗的说电池正负两极的耳朵，是在进行充放 电时的接触点。通俗的说电池正负两极的耳朵是在进行充放电时的接触点。这个接触点 并不是我们看到的电池外表的那个铜片而是电池部的一种连接。极 片则是电池的核心,也就是我。血的电极,TIE的T负的，这样才有 电,极耳是要由电极引出的部分,通过极耳与其他的连接才能通电。JOHNSONTM上料将电芯传送到制定位置，机械手自动抓取送入模组装配线。在宁德时代的车间内从自动搬运材料到为设备喂料100%实现了自动化给电芯窗潘等离子清洗工序对每个电芯表面进行清洗（CATL宁德时代采用的是等离子处理技术保证清洁度）。这里采 用离子清洁，保证在过程中的污染物不附着在电芯底部。为什么要采用等离子清洗技术？原因在于，等离子清洗技术是清洗方法中最为彻底的剥离 式清洗方式，其最大优势在于清洗后无废液，最大特点是对金属、半导体、氧化物和大多数高分子材料等都能很好地处理，可实现整体和局部以及复杂结构的清洗。等离子清洗过程JOHNSONJOHNSONTM将电芯组合起来一电芯涂胶电芯组装前，需要表面涂胶。涂胶的作用除了固定作用之外，还能起到绝缘和散热的目的。CATL宁德时代采用国际上最先进的高精度的涂胶设备以及机械手协作，可以以设定轨 迹涂胶，同时实时监控涂胶质量，确保涂胶品质，进一步提升了每组不同电池模组的一致电芯的涂胶过程车间内正在进行的是电芯的涂胶和装配流程。橙钿）机械手将模组置入 组装夹具,把单排电池装配至0-起。并且在电芯壳体表面涂胶。CML宁 德时代全自动化生产线阐氐了误差和错误率,再次提升了产品一致性OJOHNSONJOHNSONTM给电芯建个家端版与侧板的焊接电池模组多采用铝制端板和侧板焊接而成，通过机器人进行层压和端板、侧板焊接处理。线束隔离板装配线束隔离板装配焊接监测系统准确定位焊接位置后，绑定线束隔离板物料条码至M ES生产调度管理系统, 生成单独的编码以便追溯。打码后通过机械手将线束隔离板自动装入模组。线束隔离板的安装过程JOHNSONJOHNSONTM完成电池的串并联一激光焊接通过自动激光焊接，完成极柱与连接片的连接，实现电池串并联。下线前的重要一关一下线测试下线前的重要一关下线测试下线前对模组全性能检查，包括模组电压/电阻、电池单体电压、耐压测试、绝缘电阻测 试。标准化的模组设计原理可以定制化匹配不同车型，每个模块还能够安装在车内最佳适 合空间和预定位置。每个电池包包含了若干电池单元，与连接器、控制器和冷却系统集成到一起，外覆铝壳包 装。通过螺栓自动固紧，由电气连接器相连，即使发生故障，仅需更换单独的模组即可， 不必更换整个电池组，维修工作量和危险性大大降低，更换模组仅需把冷却系统拆解，并 不涉及其他构件。其实，电动汽车从最初的设计阶段就要通过各种方法，最大程度保证安全性。然而，再完 美的设计还得经过实践测试的考量。在宁德时代，只有成功通过这些磨练的电池产品，才 能被放行使用。590摄氏度火烧测试590摄氏度火烧电池是什么概念？我们知道金星的地面温度是464摄氏度，在这样的高温 下，铅、锌等金属材料早已熔化。但是，电池组却要在这样的高温下进行生存”挑战。在安全性能方面国家的标准是外部燃烧130秒，电池不起火、不爆炸。然而，作为行业领军企业CATL宁德时代却有着更高的要求，不仅做到了外部燃烧130秒后电池依然可以正常 工作，的国家标准，更达到了在590摄氏度的情况下连续燃烧1小时后，电池依然没有爆炸 危险。JOHNSONTM连续21小时振动试验在日常用车当中，免不了要通过一些颠簸路面，电池产生的振动可能会引发质量不过关的 电池产品固定不良，零部件松动，甚至外壳破裂最后引发安全失效的等情况。震动测试是用来模拟电池包在实际使用中会遇到颠簸路况，测试电池产 生的振动是否会引发质量不过关的电池产品零部件松动,甚至外壳破裂 等情况。所以我们需要模拟车辆震动对电池包产生的影响。振动台用来模拟电池包在实际使用中会 遇到的颠簸路况，环境箱用来提供不同的温度环境，充放电机则用以提供充放电的实际工 作情况。这三部分组成了带温度带负载的振动测试系统，真实模拟了实车使用时的情景。宁德时代的一座推力20吨的振动台，用来模拟电池包在实际使用中会遇到的颠簸路况，但JOHNSONTMJOHNSONTM加速度达到100G的撞击测试与振动试验类似，冲击测试用以测试电池包的机械结构稳定，其模拟车辆通过路障时，瞬 间颠簸对电池包结构的冲击。此外，在更换电池的过程中有万分之一的几率遇到电池跌落 的情况。所谓不怕一万就怕万一，CATL宁德时代将电池从1米高度进行自由落体测试，且 保证各项功能依然正常。这项测战,除了模拟车辆通过路障时，瞬间颠簸对电池包结构的冲击。此 外，在更换电池的过程中有万分之一em遇到电池跌落的情况。尽管几 率非常小,但是作为一个负责任的厂商，这是必须要完成的测试环节。JOHNSONTM最贴近真实事故的挤压测试挤压测试用于模拟电池在交通事故时受到挤压的情况，随着电池变形程度的增加，正负极 集流体会首先被撕裂。在短路点产生非常大的电流，热量集中释放，引起短路点的温度急 剧上升，因此很容易引发热失控，进而引起起火或爆炸。与现实车祸事故最为贴近的挤压测试在挤压测试找那个电池包外壳出现了明显的变形，内部结构被破坏，电芯被内部零部件刺 破，出现高压短路，造成热失控。对于挤压测试的通过标准一般是不起火、不爆炸。而宁 德时代的电池产品，甚至可以再挤压变形的情况下，继续正常工作。在宁德时代的挤压试验中，施加给电池包的力是十吨。12米大巴车重量为7吨，加上乘客 和行李的重量接近1。吨，也就是说这至少可以模拟一辆12米大巴车撞击时的挤压。JOHNSONTM可组装制备电池的种类包括:扣式电池、圆柱18650、方形卷绕和方形叠片 软包电池，可进行各类电池的单工序制备（合浆、极片制备、叠片、卷绕等）、半 成品电池和成品电池的制备，开展各类材.料（电极材料、导电剂、粘接剂、隔膜 及电解液等）性能评价工作和电池工艺设计的验证工作。此外，还可以为不同用 户提供特殊要求样品订制和代加工等相关技术服务。JOHNSONJOHNSONTMJOHNSONTM拥有电化学工作站、高精度电池测试仪、高低温试验箱等设备，可对扣式、圆柱和软包 电池进行化成和内阻、自放电性能、充放电性能、循环性能、高低温性能等测试。电化学工作站可对电池进行交流阻抗、循环伏安曲线的测试；高精度电池测试仪涵盖的 量程有5V10mA、5V50mA、6V10mA. 6V50mA、5V6A , 5V12A, 5V20A、5V50A、 5V100A ,满足半电池和多种规格全电池的性能测试。JOHNSONJOHNSONTM开展锂离子电池正负极材料的制备及分析检测，拥有一批从事基础及应用基础研究必备 的仪器和设备，可与院校、科研单位和企业开展联合攻关及人才培养。拥有气氛炉、高速球 磨机、砂磨机、NCA/NCM共沉淀反应试验装置、喷雾干燥装置等设备，可满足不同正负极 材料(如磷酸铁锂、三元、馍铳酸锂、钛酸锂等)的制备；具有激光粒度仪、比表面积和孔 隙度分析仪(美国ASAP-2420人 扫描电子显微镜(飞浦Inspect-S5O型八 拉曼光谱仪 (Renishaw England , RM2000 )、透射电镜(日本JEM2100plus , JEOL)、X射线衍射仪 (日本Rigaku-Ultima IV )等设备，可进行材料结构表征。JOHNSONTM拥有分条机、制片机、卷绕机、激光焊接机、注液机等设备，可制作圆柱18650 电池。制片机兼容圆柱极片和聚合物极片制备工艺，卷绕机适用18650、 21700、26650电芯的卷绕,支持铜箔外包工艺。例4IJJOHNSONTM