[ EV知道 實(shí)驗(yàn)室 ]對(duì)電池制造有一定了解的人都知道,別看單體電池只有那么一丁點(diǎn)大,但包含物理、化學(xué)多種制造技術(shù)。一顆18650電池從無(wú)到有需要?jiǎng)驖{、涂布、碾壓、分切、卷繞、入殼、點(diǎn)焊、滾槽、滾槽檢測(cè)、X-射線檢測(cè)、注液、激光焊、熱縮等繁復(fù)步驟。當(dāng)它完成了以上步驟,就已經(jīng)成為了名義和形式上的“電池”,為啥這么說(shuō)呢?因?yàn)樗嚯x實(shí)際派發(fā)使用,還差了這個(gè)工序——
什么叫“化成”?
化成通俗來(lái)講是一種電池的初使化,使電芯的活性物質(zhì)激活,完成一個(gè)能量轉(zhuǎn)換過(guò)程。
化成的作用是什么?
上面我們提到,化成的最大作用就是激活電池,對(duì)電芯進(jìn)行小電流充電,將其內(nèi)部正負(fù)極物質(zhì)激活,在負(fù)極表面形成SEI膜(Solid Electrolyte Interface),SEI膜不溶于有機(jī)溶劑,可以防止電解液進(jìn)一步侵蝕電極,使電池性能更加穩(wěn)定。
電池只有經(jīng)過(guò)化成后,才能體現(xiàn)真實(shí)性能。如果電芯不經(jīng)過(guò)化成,則不能進(jìn)行正常充放電。
化成都要經(jīng)過(guò)哪些工序?
不要以為化成只是簡(jiǎn)單的充電過(guò)程,它整個(gè)流程需要8道工序,通過(guò)兩次充電,并對(duì)溫度、壓力等外部條件進(jìn)行人為干預(yù)和控制。
每一顆進(jìn)到化成工廠的電池,都有自己的專屬編碼,根據(jù)編碼可以追述其數(shù)據(jù),方便管理。
不僅在電池身上有身份ID,裝電池的托盤上也是有編碼的,在之后進(jìn)入全封閉的高溫老化區(qū),或者分選區(qū)的時(shí)候,機(jī)器能根據(jù)托盤的編碼很快找準(zhǔn)其位置,從而進(jìn)行下一步操作。
高溫老化區(qū)每一層放電池的架子都有煙感監(jiān)控、溫感監(jiān)控,并配有消防設(shè)施,防患于未然。畢竟這個(gè)區(qū)域是存在安全隱患的,您想,幾十幾百萬(wàn)顆電池,在高溫(由于行業(yè)數(shù)據(jù)需保密,我們未能得知比克電池高溫老化區(qū)的具體溫度,通常電池老化的溫度為45°-50°)中存著,一旦發(fā)生事故后果勢(shì)必很嚴(yán)重,所以在建設(shè)之初,就需要優(yōu)先做好安全防患設(shè)計(jì)。
在這個(gè)全封閉的區(qū)域內(nèi),堆垛機(jī)成了唯一的“勞動(dòng)力”。它的工作內(nèi)容是,到了預(yù)計(jì)時(shí)間,它需要從一個(gè)架子上接走存放電池的托盤,把它們轉(zhuǎn)移到另一個(gè)指定位置,不僅“穩(wěn)準(zhǔn)狠”,還能在高溫下作業(yè)。
相對(duì)于高溫老化區(qū)給電池加一個(gè)高于正常環(huán)境溫度的老化條件,常溫老化區(qū)則是讓電池在常溫中靜置,這個(gè)過(guò)程大約需要十幾天,而一顆電池從進(jìn)入化成車間到離開(kāi),總共需要19天,在常溫老化區(qū)里待的時(shí)間占了大半。
最后,電池到達(dá)分選區(qū),按電池等級(jí)進(jìn)行分揀歸類。電池分為A、B、C級(jí)別,每個(gè)級(jí)別中再細(xì)分,比如A級(jí)中有A01、A02、A03等。該區(qū)域是需要人工的,設(shè)有自動(dòng)分選和人工分選操作臺(tái),另外在自動(dòng)分選區(qū),也有作業(yè)員將分揀好的電池搬到旁邊,等待入庫(kù)。不過(guò)這一步也將被機(jī)器取代,據(jù)深圳市比克動(dòng)力電池有限公司副總裁、鄭州比克電池有限公司總經(jīng)理韓文東說(shuō),比克電池正準(zhǔn)備購(gòu)入沈陽(yáng)新松機(jī)器人代替人工。
化成為什么要設(shè)計(jì)成無(wú)人車間?
化成車間基本上是全自動(dòng)化的,通過(guò)減少作業(yè)員,保證電池一致性。像我們參觀的比克電池化成無(wú)人工廠(B06廠房),里面的作業(yè)員不超過(guò)10人(全部都在分選區(qū)),大部分運(yùn)輸工作由AGV小車完成。
電池化成需要嚴(yán)格進(jìn)行溫控、防塵和水分控制,任何一點(diǎn)灰塵都有可能影響甚至改變電池的數(shù)據(jù),雖很難做到真空,但可以盡可能達(dá)到理想狀態(tài)。
在進(jìn)入比克電池的化成車間之前,必須帶頭套、穿鞋套,并且要通過(guò)洗鞋區(qū),避免塵土等物質(zhì)對(duì)車間內(nèi)各個(gè)測(cè)試的影響。此外,也可以減少人員對(duì)產(chǎn)品本體的觸摸,越少人摸越好,因?yàn)槿耸稚系暮挂灿锌赡艹蔀槲廴驹础?/p>
據(jù)相關(guān)負(fù)責(zé)人說(shuō),比克電池的良品率達(dá)到了95%以上,而且到目前為止,比克是世界上少數(shù)沒(méi)有因?yàn)殡姵乇旧碓驅(qū)е抡囀鹿实钠放啤=邮樟四敲炊嚯妱?dòng)汽車電池問(wèn)題的負(fù)面新聞,這也算是一個(gè)小小的慰藉。從一顆電池的研發(fā)、設(shè)計(jì)、制造之初,就在每一個(gè)步驟上把好關(guān),哪怕是一?;覊m這樣的小事兒,因?yàn)楫a(chǎn)品不僅要讓消費(fèi)者用的更好,還要用的更長(zhǎng)。
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