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4680大圆柱产业化慢于预期?亿鑫丰最新研发技术、设备或将解决这一困境 新闻来源:    发布时间:2023-12-9 14:35:40   

近期有消息显示,特斯拉4680 电池产业化进展一再落后预期,究其原因可能是良率提升缓慢,及当前电池效能未达预期。


数据显示,自2021 年9 月,特斯拉 4680 电池的良品率从 20%提高到了接近80%之后,特斯拉产品良率提升缓慢,到去年年底4680 电池的良品率仍不足92%。4680 良率提升缓慢,这是阻碍其大规模量产的主要原因。






有专家分析其量产难点:


1、全极耳成型采用切折技术。

特斯拉采用切折技术,使得极耳表面起伏度较大,易造成极耳因接触程度不一致而导致内阻一致性差,并且极片切割易产生碎屑,影响产品良率。


2、集流盘焊接工序复杂。

全极耳成型后需与集流盘进行焊接,从传统两个极耳的点焊到全极耳面焊,焊接量增加,且焊接工序复杂。圆柱电池极芯端面上延伸出的全极耳与集流盘均属于高反金属材料,对焊接激光能量吸收率不足10%,若提升焊接能量,焊接升温极有可能对集流体下方的隔膜产生热缩效应,影响隔膜性能。并且在集流盘以及揉平端面焊接时对压力要求高,上集流盘厚度一般为0.2-0.6mm,下层全极耳厚度为4-12um,厚度差异过大,焊接时压力过大易焊接穿孔,压力过小易造成虚焊,工序复杂影响良率。


3、干电极涂布技术存在难点。

受粘结剂PTFE 颗粒大小以及粘合效果影响,干法电极成膜的均匀度难以控制,且正极活性材料电化学活性高,辊压过程中容易发生化学变化,阻碍大规模量产,难点有待攻破。


这些难点或将随着亿鑫丰新研发的技术设备而得到解决!


没错,这款设备就是亿鑫丰新研发的圆柱激光切卷绕一体机,这是一款生产圆柱电芯的全机动激光切卷一体设备。



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其工艺是根据电芯生产工艺的要求,把正、负极片进行激光模切极耳形状(或全极耳),然后再与隔膜一起通过卷绕装置自动卷绕成产品。在卷绕的过程中通过纠偏控制系统和张力控制系统对电芯对齐度和极片、隔膜的张力进行控制,卷绕完成的电芯经过收尾贴胶、烫孔、电芯两端面预整形后(视工艺而定),短路测试,外观尺寸检测,不良品剔除,扫码上传等工序,最后通过输送带下料。



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亿鑫丰设备生产出来的产品



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样品展示



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该设备有着强大的功能优势:


1、自动换卷快,备胶成功率高

换卷时间≤30s,自动备胶,备胶成功率100%。


2、反应快,张力恒定

极片隔膜各段张力采用伺服电机控制,响应快,张力波动控制在5%以下,张力传感器,闭环张力控制,实现有效控制卷绕张力,并能实现逐圈设置调控张力的功能。


3、纠偏精度高。

极片五级纠偏,隔膜卷前整体纠偏,行进纠偏精度:0.1~0.2mm,卷前纠偏精度:0.1mm。


4、卷速快,稳定可控

设备采用三针卷绕头转盘结构, 卷绕电机采用电子凸轮牵引极片;具有变转速,变张力卷绕控制功能,能实现定长卷绕和定圈卷绕、定极片首尾端位置3种模式,正常卷绕时线速度速度波动≤5%;卷绕匀速段最高线速度≥2.5m/s。


5、预防极耳打皱(弯折)功能

通过数极耳和感应极耳等方式实现过程中和卷针上极片极耳翻折的检测,极芯中若出现极耳翻折、折角时,能够100%检测排出。


6、自动剔除不良

正负极极片和隔膜不良品单卷与剔除功能, 不良极片,可不含隔膜自动单卷剔除,亦可不含隔膜手动单卷剔除。不良隔膜由卷针单手动排出,对宽长幅材料节省良料,节省卷绕时间。


7、模切精度

极耳形状尺寸精度控制在±0.3mm以内;单个极耳间距与设定间距精度控制在±0.3mm以内,极片宽度(模切边至分切边) 精度控制±0.3mm以内;极片长度7000mm以内精度控制±2mm以内,极片长度10000mm以内精度控制±3mm以内.

①正、负极激光切割箔材时突出箔材毛刺最大(包括焊渣与熔珠)尺寸≤10μm,热影响区域≤120μm,目标为0;

②飞溅到极片上的粉尘最大尺寸≤10μm,熔边厚度<3T(T=箔材厚度),熔边光滑无结瘤(包含轨迹拼接点);

③切割敷料或氧化铝涂层,敷料边缘带走敷料(切边烧蚀量)≤50μm。


8、封闭除尘系统

设备具备上、下切割位置除尘机构,收集极片切割时产生的粉尘,经负压管路抽走;极片切割下方有切割极片垫板,垫板下方具备负压除尘功能,去除极片切割后产生的粉尘,切割位置除尘机构设计应可完全避免焊渣/熔珠飞溅至极片的表面。


9、独立自动收废系统

设备具有废料收集风机,正、负极独立收集,收集废料时设备不停机;废料切割后,直接进入到废料密封管路,通过管道把废料经负压抽取后压缩处理,且自动收集起来;负压吸取切割废料及废料上所附带的粉尘,过滤废料箔材上面粉尘,避免废料粉尘扩散到车间导致环境污染。


10、极耳翻折和揉推平

①极耳入料卷前预折成形,卷绕过程正负极导箔轮按入卷向依托卷绕方向进一步折压极耳,预折后极耳最终弯折角度≥60°

②预压平机构的压平块与极耳接触面为内凹形式,且多道预压平块的内凹角度依次增大,极耳终压平前具备电芯位置找正功能,以保证电芯终压平后的总高度


从设备功能上看,能很好的解决4680圆柱电池目前所遇到的困境问题,同时这款设备生产能效能达到15ppm,设备的良品率能达到99%以上(排除材料不良,流到下工序电芯良品率100%),设备稼动率也高达95%以上。可以说相较于目前市场的生产技术水平是一个很大的提升。



从设备生产视频来看,我们这款设备电池卷绕工艺水平也远远高于行业标准。如果能批量使用,或许可以解决4680圆柱电池批产量难题。为新能源电池行业的发展增添新动力。



亿鑫丰


广东亿鑫丰智能装备股份有限公司成立于2009年。是一家集研发、生产、销售、服务于一体的专业制造智能装备的国家专精特新“小巨人”企业、国家高新技术企业、广东省智能锂电装备(亿鑫丰)工程技术中心、广东省专利示范企业、东莞市试点倍增企业、ISO9001-2015质量管理体系体系认证的中小企业,公司主要生产动力锂电池中段设备,目前主要生产高速五金模切机(间涂、连涂、柔性)、模分一体机(激光、五金)、模叠一体机、卷绕机(方形、圆柱)、高速分条机、高速叠片机等产品。


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亿鑫丰主打产品设备:


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