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股票代码:603396
锂电池封装方案

序号

工艺流程

工艺要求

设备工艺数量

1

AT9自动加料
AT9 Auto-feeding

 

 

2

AT9浆料搅拌
AT9 Slurry Mixing

1. 搅拌桨对壁、对底间隙6±2mm
2. 双行星式搅拌, 公转0~40rpm, 自转0~3000rpm(分散盘直径160mm,或线速度0~18m/s),搅拌时间 ≤210min
3. 罐体温度波动+/-3°C  (设备需要带循环室温水)
4. 对接厂房真空, 密封良好(抽完真空保压2h,真空<-80KPa)
6. 与浆料有接触或联通的部件不得使用铜,主要材质应为304不锈钢
7. 搅拌壁、搅拌桨、分散桨以及转轴、内部顶盖镜面抛光
8. 带大口径视窗和照明系统, 方便观察,防污染遮挡设计
9. 配套输送泵和永磁过滤器(>10000高斯)
10. 搅拌自动化程序控制, 控制中心集中监控,车间操作监控人员≤2人,数据与MES系统对接

 

3

AT9 浆料存储
AT9 Slurry Storage

1. 带搅拌功能0-30rpm
2. 锥形底部
3. 搅拌桨选型防浆料沉降
4. 罐壁、搅拌桨以及转轴、内部顶盖镜面抛光
5. 与浆料有接触或联通的部件不得使用铜,主要材质应为304不锈钢
6. 密封良好
7. 带液位监控
8. 自动化程序控制, 控制中心集中监控

 

4

粉料自动系统
 Powder Auto-feeding system

1. 活性材料粉末大包装≤3包(LFP两包,450Kg/包;APG三包,250Kg/包)
2. 加料精度<±0.2%(重量>25kg) 加料精度≤50g(重量小于等于25kg)
3. 从拆包到下料完成时间活性物质、导电剂和粘结剂≤50min
4. 自动加料,人员3人/车间
5. 加料过程不能额外引入金属杂质,不能用铜件
6. 防堵塞、防非金属异物掉落设计
7. 管道及阀门密封良好,无泄漏
8. 防粉尘飘散污染 (air tight)

 

5

溶料输送系统
solvent feeding System

1. 溶剂输送速度≥200kg/min, 加料重量≥250kg时,误差≤±0.2%;加料重量<250kg,误差≤500g
2. 管道及阀门密封良好,无溶剂泄漏
3. 自动加料,人员≤1人
4. 溶剂储存罐防粉尘飘散污染,输送过程无Particle产生

 

6

阴极自动加料
Cathod Auto-feeding

1. 活性材料粉末大包装≤2包
2. 加料精度<±0.2%(重量>25kg) 加料精度≤50g(重量小于等于25kg)
3. 从拆包到下料完成时间活性物质、导电剂和粘结剂≤40min
4. 自动加料,人员3人/车间
5. 加料过程不能额外引入金属杂质,不能用铜件
6. 防堵塞、防非金属异物掉落设计
7. 管道及阀门密封良好,无泄漏
8. 防粉尘飘散污染 (air tight)

 

7

阴极&阳极浆料搅拌
Cathode Slurry Mixing

1. 双行星式搅拌机
2. 搅拌时间:阳极3h 阴极4h
3. 国产搅拌机(1200L),搅拌桨对壁12mm±2,对底8mm±2,可进行捏合,捏合时设备稳定无摩擦碰撞
4. 国产搅拌机(1200L):公转0-18rpm,自转0-32rpm,分散0-1000rpm线速度>21m/s
5. 控温精度+/-5°C       
6. 过程需要通冷水
7. 对接厂房真空, 密封良好(工艺要求:抽完真空保压2h,真空<-80KPa)
8. 搅拌机有效功率≥90%
9. 溶剂喷淋,避免罐底与桨上段物料结块;有自动清洗管道,实现废液自动排出
10. 搅拌壁、搅拌桨、分散桨以及转轴、内部顶盖镜面抛光
11. 搅拌过程不能额外引入金属杂质,不能使用铜件
12. 带大口径视窗(≥12寸)和照明系统,防污染遮挡设计
13. 浆料出货后自动化排出和输送至储存罐,残留厚度≤1cm
14. 浆料排出时间≤1h/罐
15. 输送系统包含输送泵、杂质过滤器和磁性过滤器(>10000高斯)(过滤器、除铁器在浆料输送系统中)
17. 搅拌自动化程序控制, 控制中心集中监控,车间操作监控人员≤2人,数据与MES系统对接

 

8

阴极&阳极浆料存储
Cathode Slurry Storage

1.  带搅拌功能, 转速0~40rpm
2.  搅拌桨设计防浆料沉降
3.  锥形底部
4.  带液位监控
5.  密封良好,可抽真空(抽完真空保压2h,真空<-80KPa)
6.  带大口径视窗和照明系统, 方便观察,防污染遮挡设计
7.  具有抽真空和溶剂管道接口
8.  自动化程序控制, 控制中心集中监控
9.  中转罐可移动,实现人工清洗
10.  输送系统包含输送泵、杂质过滤器。输送管道考虑填充和密封,防气泡
11.  输送管道易拆卸清洗

 

9

阴极&阳极涂布(▽)
Cathode Coating(▽)

1.  串联式双面挤压涂布
2.  涂布速度70m/min(烘箱50m),机械速度>100m/min
3.  基材宽度0. 8m
4.  最大收卷卷径ø1.1m(6000m),卷筒外径260mm
5.  收卷重量>1800Kg
6.  多条AT9涂布,厚度30~60um,含存储和泵送系统
7.  收放卷自动换卷,自动上下料,收放卷张力波动≤1%
8.  有倒带功能
9.  AB面错位≤0. 4mm,
10.  单面重量波动≤1. 5%,实现闭环反馈,用beta ray
11.  干燥效率1m烘箱对1. 4m/min干燥速度
12.  斑马涂布放极耳打皱装置,烘箱风量和温度保证横向一致,防止涂布极片边缘开裂
13.  输送系统过滤器前后,挤压头回流处有压力监控。过滤器考虑高固含量浆料过滤,无气泡。
14.  涂布过程中无金属杂质引入
15.  有尺寸、重量(厚度)、坏品检测报警功能
16.  对接MES系统

 

10

阴极&阳极辊压(▽)
Cathode Calendering(▽)

1.  Pinch冷压, Pinch张力0-1400N可调,调节精度1N,张力波动+/-2N
2.  冷压速度:70m/min,机械速度100m/min
3.  最大有效宽度1000mm
4.  最大放卷卷径>ø1m,放卷重量>2000Kg
5.  收卷卷径>ø850mm,收卷重量>2000Kg
6.  张力显示,调节功能,波动±1%
7.  冷压无极耳打皱,阴极冷压后弧形率<2mm/m
8.  预弯压力0-100T可调,轧制压力5T-150T可调,调节精度0. 1T,压力波动+/-0. 5T
9.  收卷无断带,不打皱,无炮筒
10.  自动擦辊装置
11.  冷压厚度闭环控制
12.  冷压辊镜面抛光
13.  收放卷自动换卷,自动上下料
14.  冷压集成预分切,配置除金属杂质装置

 

11

阴极&阳极预分切
Cathode Pre-Slitting

1.  速度: 70m/min,机械速度100m/min
2.  最大有效宽度1000m
3.  放卷卷径>ø850mm,放卷重量<1500Kg
4.  收卷卷径>ø700mm,收卷重量<300Kg/卷
5.  张力显示并调节
6.  具有刀片在线清洁、极片毛刷负压除尘机构
7.  放卷自动换卷
8.  CCD在线检测坏品、自动贴标功能

 

12

阴极&阳极极耳成型(▼)
Cathode Tab Forming(▼)

1.  Die Cutting
2.  模切速度: ≥35m/min
3.  放卷卷径>ø700mm,放卷重量<350Kg
4.  收卷卷径>ø700mm,收卷重量<350Kg
5.  可模切最大极片宽度350mm
6.  张力显示并调节0-150N
7.  具有极耳抚平机构
8.  具备有效除尘系统
9.  放卷自动换卷

 

13

阴极阳极分切(▼)
Cathode Slitting(▼)

1.  分条速度:70m/min(不集成模切情况)
2.  有效宽度150-350mm
3.  放卷卷径>ø700mm,放卷重量<350Kg
4.  收卷卷径>ø700mm,放卷重量<300Kg
5.  机械速度100m/min
6.  张力显示并调节
8.  具备有效除尘系统
9.  具有极耳抚平机构
10.  CCD识别分条宽度
11.  收放卷自动换卷
12.  具有刀片在线清洁、极片毛刷负压除尘机构

 

14

卷绕(▼)
Winding(▼)

1.  张力控制范围隔离膜目标值60~150gf, 公差±10%*目标值, 极片目标值200~3000gf, 公差±10%*目标值
2.  JR预压机构: 面压面压 1.0+/-0. 2Mpa(平面度<0. 1mm), 时间5~10S可以设定
3.  极片切断位置精度±1mm
4.  入料位置控制精度±1mm
5.  有隔膜热切刀; (温度150~ 240℃;精度+/-5℃)
6.  卷针卷绕周长精度+/-0. 1mm(两块卷针间隙精度)
7.  坏品单卷(极片,隔离膜)
8.  卷料卷径max 700mm(与分条保持一致)
9.  隔膜卷径max 350mm
10.  JR坏品自动挑选(极耳翻折等)
11.  收尾胶位置(1/4, 1/8位置)附图 1
12.  Pattern工艺要求:见附件 (预留空间)
13.  Particle控制参考TWI-379
14.  阳极卷绕单面区防打卷
15. 1. 带有CCD检测Overhang的功能(准确度±0. 2mm),检测JR 4个角位,包含阴阳极错位、隔膜阳极错位;
16. 工业相机或其它仪器监控收尾胶/拔针不良
17. 极耳抚平机构

1.5m/s

15

烘烤&整形&绝缘测试(▽)
Press & Hi-Pot Test(▽)

   一、接触式预热
1.预热压力: 0~1200kgf(设备上需要考虑余量),压力精度:±5%
2.面压: 0.4~0.8MPa(或者)
3.热板平行度:<0.1mm
4.压板温度:80~130℃;最小调节精度:1℃
5.预热温度:95+/-3℃
6.预热时间:2717397 50s; 4017397 120S; (无托盘:金属板+喷涂防粘层);
7.热板100%不得粘结带PCS隔膜
8.裸电芯移动过程:Overhang不得错位,极耳不得打卷,翘曲
9.Particle控制参考TWI-379
二、热风预热
1.热风温度:105℃±5℃(加热过程炉内),1.5P 620S;2P 300S;ESV100 720S;
2.设备温度 80~130℃可调
3.风速:2.5m/s±0.5m/s(JR大面、端面), 0~4m/s可调(设备范围)
4.预热升温至60℃~95℃(JR最内圈)
5.开机升温时间<20min
6.托板100%不得粘结带PCS隔膜
7.裸电芯移动过程:Overhang不得错位,极耳不得打卷,翘曲
8.Particle控制参考TWI-379
1.1. 大面热压参数:
 a. 非预热热压时间30s, 精度0.1s;预热整形后的热压时间:6s;可设定范围1~999S可调(预热JR至热压机后温度≥60℃,JR上限温度≤95℃)
 b. 面压4±0.2Mpa,压力2~7T可调,平面上各点压力控制精度±200Kg
 c. 温度95±5℃,温度80~130℃可调,温度精度±3°C
 d. 热压板采用镀层,裸电芯不粘压板(PCS)
1.2.侧面热压参数(非预热)同上
1.3.热压上下板平行度控制±0.1mm
1.4.侧面限位板限位精度±0.1mm
1.5.热压JR定位精度±0.1mm
1.6 保留冷压功能;
1.7 侧面采用单力矩控制,侧面加压延时1s
2. Hi-pot
 a. Hi-pot电压 DC100V, 范围 DC 0~500V, 50V档位
 b. 测试时间3.0S,1.0~5.0S可调 c. 放电时间1.0S,0.5~5.0S可调

 

16

裸电芯配对
JR Pairing

1. 极耳错位检查,自动挑坏品

 

17

极耳转接片超声波焊接(▽)
Tab & Connector US Welding (▽)

1. 采用超声波方式,设备功率≥5.5KW;设备稳定性,所有Setting参数波动≤1%
2. 极耳需要采用超声波焊接固定根部,焊头面积1*10mm,焊接位置极耳最根部(详见图纸)
3. 焊头:4*20mm;焊头4个角位需要倒圆弧角,牛角焊头(结构避空)
4. 垫片厚度≥0.1mm;防止粘焊头
5. 负压吸尘风速:≥8m/s(工件表面风速,以Tecsa要求为准)
6. 焊接防护夹具:JR全保护(除焊接区域以外,所有区域保护)
7. JR与转接片装配公差、焊接位置、贴胶位置参考图纸
8. 超声波焊印焊裂/极耳未焊缺陷检(能量/功率反馈系统)
9. JR与转接片配对:感应器辨识防呆

3s/转盘1.5s

18

顶盖刻码
Cap Marking

1. 刻码位置尺寸,附图3
2. 扫描枪成功率≥99.9%

 

19

顶盖帖
Tab Taping

1. 贴胶精度:+/-1.0mm;
2. 贴胶尺寸范围:见图纸要求
3. 贴胶前自动吸尘, Tab区表面无>50um的异物;
4. 漏贴胶检测、报警功能

 

20

顶盖支架装配
Tab Folding & Loading Top Bracket

1. 折极耳后,极耳整体尺寸在支架尺寸范围以内
2. 装顶支架后, 支架扣合紧密无翘起、尺寸范围在壳体尺寸以内

 

21

裸电芯包绝缘膜
JR Film Wrapping

1. 热封时间(1.5~5)s,精度+/-0.1s,0~10s可调;
2. 封头温度180度,精度+/-3度,150~230℃ 可调
3. 焊接区域突起高度<0.4mm
4. 包Mylar尺寸及图纸见CP文件
5. 底托盘防虚焊防呆

 

22

入壳&绝缘测试(▽)
Can Inserting & Hi-Pot Test(▽)

1. 配置铝壳、电芯除尘机构,自动记录除尘参数并上传MES系统
2. 入壳过程壳口禁止刮胶,和与mylar或者绝缘胶纸挂擦,铝壳壳口为全保护,材质建议为陶瓷。
3. 设备有壳体、电芯除尘功能,除尘要求:无明显可擦拭的Particle;且压力、真空值数显、可调
4. 电芯厚度控制需要增加夹持力:10~50Kgf可调,+/-5Kg ;
5.  Hi-pot测试正负极间,负极与壳体测通断 ,充电1.5s,测试(0.5,0.5),放电1s,测试过程中防止抖动
6.  Particle控制参考TWI-379
7. 清除入壳过程中Mylar与壳体间碰刮产生的particle(建议用真空在入壳到离顶盖3~6mm时两个长边吸2~3sec,壳口处风速>30M/s);
8.压装与预焊,台阶检测机构与入壳机分开单独集成,压装机构采用M4设计
9.入壳与Hi-pot测试过程可视化,JR对中度控制≤0.1mm
10.采用吸嘴固定顶盖,精度控制≤0.1mm

4工位/入壳8s

23

顶盖激光焊接(▼)
Cap Laser Welding(▼)

预点焊系统:
1.顶盖与壳体焊接装配间隙要求<0.08mm
2.焊接前壳盖在焊缝处的高度差<0.25mm
3.采用大直径(>50um)光纤,参考使用脉冲激光焊接
4.采用出射头焊代替振镜焊
激光焊接系统:
1. 激光焊接速度≤200mm/s
2. 激光器:建议IPG-2000W-50um连续激光;功率波动<3%
3. 离焦量:调节范围-5~+5mm,分辨率0. 05mm;离焦量实时测试,且自动矫正离焦量,精度0.05mm
4. 焊缝定位精度<0.1mm(含夹具重复定位公差和激光头重复走位公差);激光头焊接速度下移动抖动振幅<0.05mm
5. 定位夹具低于顶盖面,距离为1.0~2.0mm;夹具夹紧后装配间隙≤0.08mm
6. 极柱保护罩:保护极柱&注液孔
7. 保护气:气体类型:N2(或者Ar),纯度>99%,相对湿度≤2%;流量:10~30L/min内可调节,流量波动<1L/min,流量实时显示,分辨率:0.1L/min
8. 熔深:0.6~1.1mm
9. 熔宽:0.8~1.4mm
10. Particle控制参考TWI-379
11. 焊接吸尘:风速≥8m/s
焊接后检测&矫正系统:
1. 焊接后外观:检测项目针孔、爆点、台阶、凹坑、断焊等外观不良(检测方式CCD、轮廓仪或其他)
2. 焊接翻边:检测取消,采用垂直辊压装置(辊压长边,集成在顶盖焊接机上);带毛刷和负压除尘机构

1s/200mm

4s

24

顶盖焊接气密性测试(▽)
Cap Welding Leak Test(▽)

1. He 检测时间<=5s
2. 检漏条件:测试环境真空≤40Pa(依检漏仪检测需求为主);
3. 注氦压力(0.01~0.2Mpa)可调,精度1.0KPa;
4. 氦检完成后对电芯的厚度影响<1.0mm;
5. 对电芯的外表面划痕,参照图纸要求;
6. 对判断NG的电芯需要复检;
7. 设备的误判率(Overkill)<0.1%。
8. 来料泄漏的电芯按3%计算
9.设备带有清洗充He嘴上的particle能力,防止过杀率过高

3工位

25

真空烘烤(▽)
Vacuum Baking(▽)


满载电芯,从RT升温到105℃的时间≤1H,测电芯中间的温度),且电池内部的温度均匀性+/-5度;
烘烤5h

240库位,
120pcs/库位

26

冷却
Cooling

1. 满载电芯,从RT升温到105℃的时间≤1H,测电芯中间的温度),且电池内部的温度均匀性+/-5度;
2. 冷却时间≤10min

 

27

注液(▽)
Electrolyte Filling(▽)

1. 电芯从常压到1.0KPa的抽真空时间<15s;
2.采用中空杆设计,抽真空与打液同步进行
3. 真空度泄露率(泄漏到电芯里面)<10Pa.L/s(注液前真空度≤1.0KPa,真空保持时间30s; );
4. 注液40s (不包含打液时间,0.3Mpa、真空度-100KPa,)
5. 设备提供正压,压力 0~0.6MPa可调, 精度0.02Mpa
6. 注液完成后对电芯的厚度影响<0.3mm,电芯无鼓胀
7. 注液完毕后无残留电解液滴落于电芯表面(注液完成后,负压控制)
8.采用非接触式接残液,残液口内径>32mm,深度>100mm,带有吸风功能,吸风量>10L/min/注液口。
9.采用探入式注液,注完液后,具有清洁注液孔功能,注液孔无污染
10.  外观参考标准要求文件
11. 注液杯大小参考标准设计

8工位/5s

28

浸润
Soaking

1.温度45℃
2.静置时间7h

1680库位,24pcs/库位

29

化成(▽)
Formation(▽)

1.  最大电流: 60 A
2.  流程时间: 5h
3.  温度: 45±5℃, 温度数据追溯;
4.  真空度: -85±5Kpa
6.  抽卸泄真空速度8~10KPa/min,可调,调节精度1kpa/min
7.  负压系统气密性漏率≤0.3KPa/min
9.  Particle控制参考TWI-379
10.  外观参考标准要求文件
11. 自动检测化成钉是否拔除报警功能
12. 管路残液清除功能;
13. 取样时间精度 +-1s,缩短静置时间(60s——>10s)

29184通道
152台
每台192通道
24pcs/库位

30

高温静置
Aging

1. 静置时间10±1h
2. 温度控制45±5℃;

2646库位,24pcs/库位

31

二次补液
2nd EL filling

1. Degassing真空度≤-95Kpa,degassing时的真空保持20s
2. 监控回液后压力,并超规格报警 (规格≤-60Kpa),回液时间<20s
3. 回He后压力-20Kpa,在0到-60Kpa可调;控制精度+/-5KPa回He时间<5s
4. 电芯注液孔沉台及表面无游离态电解液

 

32

激光清洗
Filling hole Laser Cleaning

1.  注液口表面无电解液
2.  保护气:气体类型:Ar,流量:10~30L/min内可调节,流量波动<1L/min,
3.  工艺时间9. 9s
3.  Particle控制参考TWI-254

 

33

排气&充氦
Degassing &
Helium Dosing

1.degassing 30s,真空度:-90~ -100kpa
2.真空度泄露率(泄漏到电芯里面)<10Pa.L/s;
3.有迷你杯,电解液抽出后能返回电芯,保有量无损失
4.探入式吸嘴,防止污染注液孔
5.回He时间 5s,压力-90~100kpa可调,控制范围±5Kpa
6.  Particle控制参考TWI-379
7.  外观参考标准要求文件
8. 注液时间5S;注液量40+/-2g
9.非接触式吸残液,保证吸残液后,注液嘴无污染

 

34

密封钉激光焊接 & 焊接外观检测(▼)
Sealing Pin Laser Welding&Appearance Inspection(▼)

基于当前凹槽钉结构:
1. 峰值功率:>7.0KW
2. 离焦量:调节范围-5~+5mm,分辨率0. 05mm;离焦量实时测试,且自动矫正离焦量,精度0.05mm
3. 熔深:0. 5~1. 0mm
4. 熔宽:1. 1~1. 6mm
5. 速度:6±1mm/s
6 吸尘风速:≥8m/s(工件上)
7.  保护气:气体类型:N2 (或者Ar), >99.0%; 流量:10~30L/min内可调节,流量波动<1L/min;
8. 焊缝定位精度<0.1mm(含夹具重复定位公差和激光头重复走位公差);激光头焊接速度下移动抖动振幅<0.05mm
9 CCD外观检测:检测项目针孔、爆点、台阶、凹坑、断焊等外观不良
10. 激光清洗暂不导入,保留激光清洗工位,待后续增值改造

 

35

最终气密性测试(▽)
Final Leak Test(▽)

1.He 检时间<5s
2.检测口压力<40Pa
3.Particle控制参考TWI-379
4.外观参考标准要求文件

3工位

36

静置Ⅰ
StandbyⅠ

1. 时间控制22±2h
2. 温度控制25±3℃

5760库位,
24pcs/盘

37

OCV1(3)&IMP1(3)测试
OCV1(3)/IMP1(3) Test

1. 温度控制25±3℃
2. 电压精度0.2mv、内阻精度0.001mΩ

 

38

静置Ⅱ
StandbyⅡ

1. 时间控制46±2h
2. 温度控制25±3℃

11520库位,
24pcs/盘

39

OCVB(C)/IMPB(C)测试(▽)
OCVB(C)/IMPB(C) Test(▽)

1. 温度控制25±3℃
2. 电压精度0.2mv、内阻精度0.001mΩ

 

40

容量测试(▽)
Capacity Test(▽)

1. 按AVL0.1要求抽检: 按30%抽检量;
2. 容量测试总时间:13 +/- 1.0H (建议13+/-1.0H for NCM140Ah)
3. 容量测试流程: 静置1min / 0.5C DC2.5V / 静置1min / 3.65V 0.5C CC / 3.65V CV 0.05C / 静置1min / 0.5C DC 2.5V / 静置1min / 0.1C DC 2.0V / 静置15min /  0.01C DC 2.0V / 1C DC至2.8V / 静置1min / 0.02C CC 3.0V / 静置1min
4.  温度控制25±3℃  
5.  Particle控制参考TWI-254

24576通道,
128台柜体,
24pcs/盘,

41

容量测试(DG)

1. 最大电流:0.5C (60A),按70%抽检量;
2. 流程时间:1.0h

4608通道,
24台柜体,
24pcs/盘

42

贴绝缘膜
Film Paste

1. 采用U型包形式。
2. 顶部折边尺寸要求:
1P、1.5P=3mm±0.5mm,2P、3P=5mm±0.5mm,ESV100=7.5mm±0.5mm;
3.包膜电芯尺寸参考各model尺寸图纸;
4.蓝膜在电芯侧面的包膜定位精度≤±1mm;
5.电芯底面膜片定位精度≤±1.5mm;
6.电芯侧面折边时最外层蓝膜膜进行切口,两侧垂直于电芯Z方向对蓝膜各切口一次,侧面切口深度距离根部≥5mm,深度精度≤±1.5mm,切口相对底面和侧面位置度均≤1.5mm;
7.蓝膜切口时,切刀不得与蓝膜粘结并粘刀撕裂蓝膜或划伤,蓝膜侧面包膜底部膜片上推时,侧面蓝膜不得与底部被上推的膜片粘结,侧面蓝膜被吸盘吸走倾斜角度≥20°;
8. 绝缘膜外观要求参考“TWI-314Q-G电芯外观验收标准”
9. 绝缘测试能满足AC1500V,放电电压可调,调节精度每档50V;电流显示量程0~20mA,测量精度≤±0.1mA,分辨率0.01mA。

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