锂电池制造工艺流程及生产原材料全解析
锂电池制造工艺流程及生产原材料全解析
锂电池作为新能源领域的核心技术，其制造工艺和原材料的选择直接影响着电池的性能和安全性。本文将详细介绍锂电池的制造工艺流程及其主要生产原材料，帮助读者全面了解这一重要技术。
锂电池制造工艺流程
锂电池制造工艺流程主要分为三大工段：极片制作、电芯制作和电池组装。其中，极片制作是基础，电芯制作是核心，电池组装关系到锂电池成品质量。
前段工艺：极片制造
锂电池前端工艺的主要目的是将锂电池正负极片制备完成。具体环节包括：
搅拌：将正、负极固态电池材料混合均匀后加入溶剂，通过真空搅拌机搅拌成浆状。高质量的搅拌是后续涂布、辊压工艺高质量完成的基础。
涂布和辊压：对搅拌好的浆料进行涂布和辊压处理。
分切：对涂布后的材料进行分切处理。分切过程中产生的毛刺可能在后续装配、注电解液等程序中引发安全隐患。
前段工艺设备，如搅拌机、涂布机、辊压机、分条机等，是电池制造的核心机器，其价值量占整条锂电自动化生产线的比例最高，约35%。
中段工艺：电池成型
中段工艺主要完成电池的成型，主要工艺流程包括制片、极片卷绕、模切、电芯卷绕成型和叠片成型等。占锂电池生产线价值量约30%。
目前动力锂电池的电芯制造工艺主要有卷绕和叠片两种，对应的电池结构形式主要为圆柱与方形、软包三种。圆柱和方形电池主要采用卷绕工艺生产，软包电池则主要采用叠片工艺。
后段工艺：分容化成
后段工艺主要为分容、化成、检测和包装入库四道工序，占生产线价值量约35%。其中，化成和分容是核心环节。
- 化成工艺：将注液封装后的电芯充电进行活化。
- 分容工艺：在电池活化后测试电池容量及其他电性能参数并进行分级。
化成和分容分别由化成机和分容机通常由自动化分容化成系统完成。由于电池的充放电测试周期长，因此设备的价值量最高。
Pack工艺
Pack是动力电池系统生产、设计应用的关键，是连接上游电芯生产和下游整车的应用核心环节。Pack产线相对简单，核心工序包括上料、支架粘贴、电焊、检测等工艺，核心设备为激光焊接机以及各类粘贴检测设备。
目前，各大锂电设备厂商在此领域的自动化集成布局较少，而大族激光、联赢激光等激光设备厂商由于在激光领域的绝对优势，在Pack设备领域占有率较高。
锂电池生产原材料
生产锂电池主要原材料包括钴酸锂、镍酸锂、锰酸锂、三元材料、磷酸铁锂等。锂电池生产材料构成主要有：
- 正极材料
- 负极材料
- 隔膜
- 电解液
此外还包括包装等其他部分。
目前，锂电池原材料供应充足，部分产品产能充足，竞争激烈，其市场价格不断下跌；但少部分高端产品产能不足，出现高端原材料产品价格过高的现象。
总体来看，锂电池行业依旧火热。实际上，在锂电池正极材料领域，任何微小的技术革新都有可能掀起新一轮的市场拓展，我国企业应加强对正极材料关键技术的研发攻关，取得国际领先地位，增强核心竞争力，在国际竞争中取得优势。
结语
锂电池生产工艺流程各个生产环节都与产品质量、安全性有紧密的联系，锂电池生产过程中每一环节都要从严、从细进行管理，这样才能提升锂电池产品安全性能。锂电池材料总体存在中低端产能过剩与高端产品供不应求的现状。锂电池是性能卓越的新一代绿色高能电池，已成为高新技术发展的重点之一。