Оборудование для изготовления пакетных ячеек (pouch cell)

Производственная цепочка для пакетных (pouch) аккумуляторных ячеек включает следующие ключевые этапы

1. Измельчение электродного материала
   Для получения однородного порошка используются шаровые, струйные или планетарные мельницы. Предварительное измельчение обеспечивает необходимую дисперсность активных компонентов.
2. Гомогенизация, смешивание
   Вакуумные смесители применяются для подготовки катодных и анодных суспензий с равномерным распределением активных веществ, связующих и растворителей.
3. Распределение электродного материала по фольге
   Машины для нанесения пасты (coating machines) равномерно распределяют суспензию по токопроводящей подложке (алюминиевой или медной фольге).
4. Прокатка электродного полотна
   Калибровочные прокатные установки обеспечивают нужную плотность и толщину электрода, повышая удельную энергию ячейки.
5. Сушка электродного полотна, хранение
   Сушильные шкафы и эксикаторы удаляют остатки растворителя. Оборудование для хранения поддерживает сухую атмосферу до последующих этапов.

Все вышеперечисленные 5 этапов являются подготовкой материалов и одинаковы для всех типов ячеек. С данным оборудованием можно подробно ознакомиться в разделе Подготовка материалов.

6. Нарезка электродного полотна
   Установки для нарезки электродного полотна из полученной электродной ленты нарезают/вырубают электроды/сепаратор требуемой формы и размера. Доступны пневматический вариант, не требующий электропитания и полуавтоматическая установка.

Процесс вырубки электродов из электродной ленты

7. Укладка электродного и сепараторного полотен
   Далее, с помощью установок для укладки электродов и сепаратора, сепаратор помещается между электродами, образуя стопку/рулон, которая затем помещается в корпус.

Вариант укладки электродов аккумуляторной ячейки типа пауч - Z-stacking

1. Приварка токоотводов
   На этом этапе с использованием ультразвуковой сварки к электродам привариваются токовыводы (лепестки). Это обеспечивает надежное электрическое соединение между электродами и внешними контактами, необходимыми для подключения аккумулятора к внешним устройствам. Доступны как лабораторные, так и промышленные варианты оборудования для ультразвуковой сварки.
2. Формование корпусов
   Используя установку формовки корпусов паучей с требуемой пресс-формой из алюминиевой ламинированной фольги получают корпус будущей аккумуляторной ячейки. Доступны пневматический и полуавтоматический варианты.
3. Укладка намотки в корпус
   На этом этапе вручную размещается заранее подготовленная укладка (намотка или Z-слоистая укладка) внутри корпуса pouch-ячейки, который был сформован на предыдущем шаге из алюминиевой ламинированной плёнки.
4. Прессование
   После намотки или Z-укладки электродного пакета необходимо выполнить этап горячего или холодного прессования, который обеспечивает:
   • выравнивание толщины сердечника до заданных размеров;
   • увеличение плотности укладки электродов;
   • снижение эластичности и объёмных дефектов внутри сердечника;
   • снижение риска короткого замыкания за счёт устранения воздушных зазоров.
   Все это улучшает стабильность свойств ячейки и её циклическую отдачу.
5. Предварительная запайка
   На этапе предварительной запайки pouch-ячейка герметизируется с трёх сторон — импульсным или контактным методом термосварки. Четвёртая сторона (как правило, нижняя) остаётся открытой для последующего заполнения электролитом.

Дальнейшие этапы сборки дисковых аккумуляторов должны выполняться в перчаточном боксе с уровнем содержания кислорода и воды менее 1 ppm. Сухие условия необходимы, так как электролит реагирует с водой, что приводит к его разложению и выделению газа.

При использовании литиевой фольги предыдущие этапы также должны выполняться в перчаточном боксе из-за высокой реакционной способности металла.

13. Фасовка жидкого электролита в корпус
    Дозаторы с высокой точностью вводят необходимый объем жидкого электролита в собранную ячейку. Также возможно использование полуавтоматической установки, которая совмещает в себе две функции - дозирует электролит и проводит дегазацию.
14. Дегазация
    Функцию дегазации выполняют установки VZY200 и VJZ. Обе эти модели можно использовать при изготовлении как цилиндрических, так pouch ячеек. Также в нашем ассортименте представлена установка 3в1, которая сочетает в себе функцию предварительной запайки, дегазации и финальной запайки при изготовлении pouch ячеек.
15. Финальная запайка
    Финальная запайка корпуса после заливки электролита и дегазации может быть выполнена на установке 3в1, либо на установке для финальной запайки VYF.
16. Тестирование
    Станции начального формирования и заряд-разрядного тестирования, а также климатические камеры и другое оборудование для тестирования позволяют оценить основные электрические характеристики, ёмкость, сопротивление и стабильность.