?一、鋰電池工藝流程?

鋰電池的生產(chǎn)工藝比較復(fù)雜，生產(chǎn)工藝流程主要涵蓋電極制作的攪拌涂布階段(前段)、電芯合成的卷繞注液階段(中段)，以及化成封裝的包裝檢測(cè)階段(后段)。

鋰電前段生產(chǎn)工藝關(guān)系到極片制造關(guān)系電池的核心性能，對(duì)應(yīng)的鋰電設(shè)備主要包括真空攪拌機(jī)、涂布機(jī)、輥壓機(jī)等。

鋰電池前端工藝的結(jié)果是將鋰電池正負(fù)極片制備完成，其第一道工序是攪拌，即將正、負(fù)極固態(tài)電池材料混合均勻后加入溶劑，通過真空攪拌機(jī)攪拌成漿狀。配料的攪拌是鋰電后續(xù)工藝的基礎(chǔ)，攪拌是后續(xù)涂布、輥壓工藝完成的基礎(chǔ)。

涂布和輥壓工藝之后是分切，即對(duì)涂布進(jìn)行分切工藝處理。如若分切過程中產(chǎn)生毛刺則后續(xù)裝配、注電解液等程序，甚至是電池使用過程中易出現(xiàn)事故隱患。

因此鋰電生產(chǎn)過程中的前端設(shè)備，如攪拌機(jī)、涂布機(jī)、輥壓機(jī)、分條機(jī)等是電池制造的核心機(jī)器，關(guān)乎整條生產(chǎn)線的質(zhì)量。

?二、真空設(shè)備在鋰電池生產(chǎn)中的應(yīng)用?

鋰離子電池的制造過程中，真空技術(shù)在合漿、注液、烘烤等工藝流程中發(fā)揮重要作用，真空系統(tǒng)設(shè)計(jì)的好壞與鋰電池的品質(zhì)密切相關(guān)。

真空泵是真空系統(tǒng)的主要設(shè)備，也是真空系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容，在選型時(shí)需要充分考慮使用需求，如真空度、抽速、所抽介質(zhì)成分等。

在制造鋰電池的過程中，以下工藝需要使用真空泵：

1.在鋰離子動(dòng)力電池生產(chǎn)車間，合漿需要抽真空，消除罐體空氣，避免氣泡產(chǎn)生，影響涂布效果；

2.激光焊接完后，為了檢測(cè)電池的氣密性，需要抽真空，通過保壓后檢測(cè)氣壓壓降，來判斷是否漏氣；

3.高溫隧道爐，為了置換電池內(nèi)部的空氣，使電池烘烤效果更好，隧道爐內(nèi)會(huì)進(jìn)行抽真空，能更好地烘干極片中的水分；

4.注液時(shí)（即抽真空注液），使用真空泵能較好地確保注液質(zhì)量；

5.負(fù)壓化成時(shí)，鋰電池在化成過程中會(huì)產(chǎn)生大量氣體，需要對(duì)電池進(jìn)行抽真空，減少析鋰的可能性；

6.極片的沖切、卷繞、疊片，電池的入殼等流程，需要使用真空設(shè)備完成自動(dòng)化的搬運(yùn)和吸附工作。

?三、鋰電池生產(chǎn)中的真空應(yīng)用說明?

（一）電極材料制漿攪拌，材料中轉(zhuǎn)及儲(chǔ)存真空脫氣?

1.在鋰電池生產(chǎn)工藝的前段制漿工序中，需要對(duì)電極漿料進(jìn)行真空脫氣，以實(shí)現(xiàn)極卷涂覆的；

2.被抽氣體為含有一定量的水汽及有機(jī)溶劑NMP 揮發(fā)物(對(duì)銅有腐蝕)和殘留材料粉塵等混合類氣體，因此，要求螺桿干式真空泵具備較強(qiáng)的特殊介質(zhì)處理能力；

3.一般粉塵顆粒直徑為 0.1~10微米，目前好的真空泵過濾器也只能捕集大于2微米左右的顆粒，因此過濾器無法對(duì)粉塵進(jìn)行有效過濾攔截（使用2微米過濾器會(huì)影響真空泵抽速），如使用油封式真空泵會(huì)頻繁換油及故障；使用液環(huán)式真空泵則真空度不夠，只能長(zhǎng)期維持-85KPa的真空度，脫氣不不能滿足工藝需要，但實(shí)際應(yīng)用工藝一般要求達(dá)到-95Kpa左右；

4.多使用螺桿干式真空泵應(yīng)對(duì)此工藝，其性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于爪型干式真空泵和多級(jí)羅茨真空泵，配合設(shè)備抽空只需要單一螺桿真空泵即可，無需配置羅茨泵來增壓增速。

但正負(fù)極宜分開配置真空泵，如需合并使用同一套真空系統(tǒng)來抽空，使用時(shí)須配置真空閥門，嚴(yán)格控制單分開抽空。

（二）極片/極卷/電芯真空干燥

1.鋰電池極片/極卷/電芯真空烘烤干燥，目前最有效的解決方法是通過高真空，高溫度均勻度、低露點(diǎn)控制，降低水份在鋰電池正/負(fù)極材料中的最低含量（不同材料體系標(biāo)準(zhǔn)不一）。

同時(shí)減少鋰離子電池生產(chǎn)工藝中雜質(zhì)、浮游顆粒 （含金屬顆粒）等粉塵對(duì)鋰電池性能的影響，可以大幅度提高動(dòng)力電池的一致性，并且改善電池功率密度、內(nèi)阻、高頻特性，使用壽命等技術(shù)指標(biāo)的真空系統(tǒng)配合的烘箱或自動(dòng)化烘烤干燥線能使電池的生產(chǎn)效率得到數(shù)倍提高。

2.極片/極卷/電芯在前段生產(chǎn)工序中殘存的溶劑和濕汽，進(jìn)行真空烘烤干燥處理，以實(shí)現(xiàn)最低水含量；

3.為實(shí)現(xiàn)最低含水量，真空泵須能提供很低極限壓強(qiáng)配合烘烤設(shè)備，并具備水汽/NMP/材料粉塵處理能力和耐腐蝕能力，以及全程壓力范圍內(nèi)的高抽速；

4.真空泵要適合高低壓強(qiáng)頻繁切換操作特點(diǎn)；

5.同樣適合使用干式螺桿真空泵或泵組應(yīng)對(duì)此工藝；

6.針對(duì)目前市場(chǎng)上各家真空烘烤設(shè)備廠家的技術(shù)特點(diǎn)以及所烘烤材料放氣特征，烘烤的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)（烘烤時(shí)間，產(chǎn)能要求，產(chǎn)品合格率，產(chǎn)品一致性，能耗要求等等），建議按照以下螺桿真空泵配置要求來規(guī)劃設(shè)計(jì)比較合理：

a、采用小型螺桿羅茨機(jī)組，適用于各種全自動(dòng)烘烤線，或者一拖三至四臺(tái)烤箱（總?cè)莘e2m3以內(nèi)的），能同時(shí)兼顧抽速要求，實(shí)際工作真空度等要求，但成本稍高；

b、采用大型螺桿羅茨機(jī)組，同樣適用于各種全自動(dòng)烘烤線，或者一拖八至十臺(tái)烤箱，能兼顧實(shí)際工作真空度要求的同時(shí)，實(shí)際有效抽速會(huì)，相對(duì)烘烤效率會(huì)更高，而且購(gòu)置成本更經(jīng)濟(jì)，運(yùn)行成本會(huì)更低（機(jī)組配置功率相當(dāng)，但實(shí)際維持功耗會(huì)更低），維護(hù)保養(yǎng)成本也會(huì)更低；

7.烘烤真空系統(tǒng)不宜配置真空儲(chǔ)存緩沖罐，也不宜距離使用工位太遠(yuǎn)，以免導(dǎo)致抽空時(shí)間過長(zhǎng)，而且損耗真空壓力；如果相對(duì)距離還是比較遠(yuǎn)（小于30米），則配置大型螺桿羅茨真空機(jī)組來抽空。

（三）電解液真空充注（含軟包電池二封抽出電解液）

注入電解液之前，電池內(nèi)需抽真空。一般壓力要求-95Kpa或更高；要求真空泵能耐受溶劑氣氛的影響。

電解液充注中含有大量的六氟磷酸鋰，遇水反應(yīng)生成HF氣體或氫氟酸，有較強(qiáng)的腐蝕性，會(huì)攻擊油式泵的真空油，導(dǎo)致油封式真空泵頻繁換油及維修。

而使用液環(huán)式真空泵，系統(tǒng)真空壓力又不夠，達(dá)不到注液真空壓力需求；

干式螺桿真空泵無油無水無接觸式壓縮，耐腐蝕，耐水汽，耐粉塵，真空度高，抽速快，系統(tǒng)壓力可完全應(yīng)對(duì)自動(dòng)化設(shè)備頻繁破空的影響，可完全應(yīng)對(duì)此工藝要求。

系統(tǒng)需配置較大真空壓力緩沖罐，來應(yīng)對(duì)工位頻繁破空對(duì)整個(gè)系統(tǒng)壓力的影響。

（四）自動(dòng)化設(shè)備工藝真空系統(tǒng)

1.本工藝對(duì)真空系統(tǒng)的配置要求相對(duì)較低，主要用于自動(dòng)化設(shè)備工藝的工件真空吸持，定位或搬運(yùn)；

2.也可兼顧廢氣（無腐蝕性）抽空排放系統(tǒng)一起合并使用；

3.優(yōu)選單級(jí)旋片式真空泵，配合真空儲(chǔ)壓罐，電控箱等組成中央真空系統(tǒng)即可，完全滿足工藝要求，運(yùn)行穩(wěn)定，節(jié)能，噪音振動(dòng)小，購(gòu)置成本和運(yùn)維成本比較合理；

4.缺點(diǎn)是定期需更換真空油品，每年更換排氣過濾器濾芯。每?jī)赡昃S護(hù)大保養(yǎng)一次真空泵。如果用螺桿真空泵替代單級(jí)旋片真空泵可以避免經(jīng)常換油及延長(zhǎng)定期保養(yǎng)時(shí)間。

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