化成——锂电池生产过程中不可忽视的环节
锂电池的生产过程非常复杂,包括多种工序,而化成是不可忽视的环节,其对锂电池性能的影响至关重要。
锂电池化成是锂电池注入后的第一个充电过程。
这个过程可以激活电池中的活性物质,激活锂电池。同时,锂盐与电解液发生副反应,在锂电池负极侧形成固体电解质界面(SEI)膜。这层薄膜可以阻止进一步的副反应发生,从而减少锂电池中活性锂的损失。 SEI的质量对锂电池的循环寿命、初始容量损失和倍率性能有很大影响。
根据锂电池化成时的温度、电流、注液口等条件不同,化成过程可分为以下几类:
1、高温成膜:在充放电过程中,电芯始终处于高温环境中,高温可以提高电化学反应速率和SEI成膜速率。形成的SEI膜一致性高,但疏松不稳定。
2、低温化成:在充放电过程中,电芯始终处于低温环境中。低温过程形成的SEI膜致密稳定,但反应速度慢,形成时间长。
3、大电流化成:化成过程中,充放电电流始终处于0.5C、1C、2C等大电流,大电流可以提高电化学反应速率和SEI成膜速率,但形成的SEI膜不一致。松散且不稳定。
4、低电流化成:化成过程中,充放电电流始终处于0.02C、0.05C等小电流,低电流过程中形成的SEI膜致密稳定,但减少了反应速率会延长形成时间。
5、开孔形成:在充放电过程中,电芯注液口常压常开,电化学反应产生的气体能及时排出,提高了SEI成膜的一致性。化成设备简单,成本低,但静置时间长,环境湿度条件高。
6、闭口化成:在充放电过程中,电芯的注液口始终处于密封状态,化成过程中对环境湿度条件没有要求。但成型设备工艺复杂,存在电芯外壳塑性变形风险。
7、负压形成:充放电过程中,电芯从注液口抽真空至-80KPa。负压成型可以及时排除产生的气体,保证SEI膜的稳定性和一致性。但化成设备复杂,气密性要求高,抽真空过程中会发生电解液流失。

化成过程 化成车间的作用是完成电池的活化和容量分离。车间配备全套全自动成型设备和智能化物流运输系统,包括调度系统、充放电设备、仓储设备和输送设备。电池从输入到输出,全程无需人员参与。
1)调度系统位于车间二层,是整个车间的神经中枢,具有控制、监控、数据采集存储、逻辑运算等功能。
2)充放电设备共5条线,可同时对30万个电池进行充放电。充放电设备采用能量回收系统,可回收电池向电网放电时的电能。在异常状态下(电池爆炸)会有温度和烟雾报警,设备本身可以实时检测电池状态,有效避免危险事故的发生。

3)库内设备分为高温老化房(存放200万只电池)和常温静置区(存放1500万只电池)。区内各仓库配备有烟雾报警器。当发生危险事故时,堆垛机可迅速将危险托盘运送至卤水槽进行控制。
4)在系统的指挥下,堆垛机自动移动电池,完成装卸动作。
5)有6台分选机,每台分选机有8个工位,可根据电压内阻容量对电池进行自动分选,分选后的电池经外观检验后包装出库。