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鋰電池行業除塵解決方案

鋰離子電池:是壹種二次電池(即充電電池),它主要依靠鋰離子在正極和負極之間移動來工作。在充放電過程中,Li+ 在兩個電極之間往返嵌入和脫嵌:充電時,Li+從正極脫嵌,經過電解質嵌入負極,負極處於富鋰狀態;放電時則相反。電池壹般采用含有鋰元素的材料作為電極,是現代高性能電池的代表。
鋰離子電池的生產加工工藝繁復,從除塵方面考慮,包括攪拌、輥壓、制片、卷繞、焊接、封裝等工藝,鋰離子電池在這些工藝加工過程中會產生粉塵或煙霧,如不及時處理會對產品質量產生較大的影響,損壞加工設備,更會對員工的生命安全造成威脅。
攪拌作為鋰電池材料準備的第壹步,也是極其關鍵的壹步,其主要流程有配料、攪拌、拉漿、收卷,且其中的配料以及攪拌(投料、卸料過程)工藝都有細微粉末揚起,若不及時處理,會對生產環境造成汙染,且會影響生產人員的身體健康。針對此類飄揚性粉塵,需在產塵點處配備吸塵罩,可選用大風量的工業集塵器,能確保粉塵被有效的收集。

星型攪拌設備

塗布後的極片需要進壹步的壓實,以提高電池的能量密度,那麽在極片輥壓前,極片材料的表面粘附有很多細小的粉末,需對極片表面進行清潔;部分廠家會對極片兩邊的邊角料裁切,在裁切過程中也會產生粉塵及邊角料;而輥壓機在壓實的過程中,上下輥輪表面粘附有很多細小的粉末,必須對輥輪表面進行清潔,輥壓機配備刮刀清潔輥輪,同時配備吸罩,將刮刀刮下的粉塵吸走;壹般輥輪有 4 把刮刀(上下輥輪各2 把),在出料口壹側才需要配備吸罩,因此吸罩數量是 2 個,每個吸罩除塵口徑φ75;目前國產的輥壓機很少配有除塵吸罩,基本只有進口設備才會配備。針對此類工況,可選配工業集塵器對粉塵進行集中收集處理。

極片輥壓機樣圖

模切工藝:機械沖壓模切,對於成型的極片材料(如方形電池,3C 電池),其邊角經常會出現不能使用的廢料,需要采用模切機進行加工處理,使極片邊沿輪廓成型。在沖切的過程中,剪切下來的廢料需要立即吸走,以防止對模切工藝的影響;激光模切,也叫激光極耳成型,該工序壹般位於方形電池分條前,其原理是通過激光對極片的邊角進行裁切,在裁切過程中會產生激光煙塵以及廢料,煙塵需立即處理,不然會影響產品質量。此工藝產生的廢料多為條形狀,其中帶有少量的細微粉末,針對此工況,可選配大布袋加板框式過濾模塊組合的中壓集塵器。

極片模切機樣圖

分條:極片分條壹般用於圓柱形電池或激光模切加工後的方形電池極片,經輥壓(圓柱形)或激光模切機(方形電池)切除廢邊的整卷極片材料,需要分切成定寬的尺寸。在使用分條機進行分切的過程中,會附帶產生很多多余的粉末及廢料,這些粉末會遺留在分條機上,影響設備的使用壽命。分條機需要除塵的位置主要有切刀吸罩、極片滾刷吸罩、以及邊角料吸附,可選配中壓的工業集塵器。

極片分條機樣圖

方形電池卷繞:方形電池卷繞過程中,主要的產塵點有刷粉結構以及主軸卷繞區域(即極片切斷位置);圓柱形電池:圓柱形電池的主要產塵點有刷粉(或吹吸式)、極耳焊接點以及主軸卷繞區域(即極片切斷位置),均會產生壹定量的煙塵以及切削碎屑微粒。考慮卷繞機產生的粉塵粒徑小及煙塵量不大,且機器配套的除塵管徑較小,需要配套高負壓工業吸塵器,以確保吸力將碎屑及煙塵能立即吸走,提高產品質量。

卷繞機樣圖

疊片只用在方形電池生產過程中,主要的產塵點位於極片在堆疊過程中會有粉塵掉落;疊片機壹般會配有Ø50吸塵口,可選配高負壓機型即可把碎屑吸走。

疊片機樣圖

焊接在方形電池裏面用得比較廣泛,例如極耳超聲波焊接、蓋板泄爆口焊接、蓋板軟連接焊接、鋁殼蓋板焊接、鋁殼註液孔焊接等工況,以上工況均會產生易燃易爆
的鋁粉。
極耳超聲波焊接:方形電池極耳超聲波焊接主要分為預焊和正式焊這兩個步驟,預焊主要是將壹片片的極耳焊接在壹起,壹般是兩個焊頭,每個焊頭配壹個φ50 吸口;而正式焊是將預焊焊好的極耳和蓋板的軟連接焊在壹起,正式焊也是兩個焊頭,每個焊頭配壹個φ50mm 吸塵口。針對此類工況,可選配中壓集塵器可解決粉塵問題。
蓋板泄爆口焊接、蓋板軟連接焊接、鋁殼蓋板焊接、鋁殼註液孔焊接:此類焊接工況均為激光焊接鋁(3 系或者 5 系鋁),均會產生易燃易爆的鋁粉,吸口在設計時基本都是在激光頭附近,可選配防爆型高負壓吸塵器。


焊接設備樣圖

電池封裝的產塵工藝主要在電池模組焊接,不管是圓柱形電池還是方形電池,都需要把單個的電池組合成電池模組,那麽在模組焊接時會產生煙塵,若焊接時保護氣體保護得當,那麽激光焊接的煙塵很有可能是鋁粉,存在易燃易爆危險。針對模組焊接除塵,壹般在激光頭附近配壹根φ50mm 的吸管或者在激光頭與模組之間增加壹個除塵吸罩盒,針對此類焊接煙塵的性質及吸口設計的大小,可選配套爆型高負壓吸塵器。

模組焊接設備樣圖

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