科普｜锂离子电池制造术语4：制造设备术语及释义

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搅拌机、涂布机、辊压机，模切机……这一连串的锂电设备术语，对于很多刚接触锂电池的朋友来说，看的是一头雾水。那么，这些常见的专业术语到底是什么意思呢？下面给大家分享一下锂离子电池制造设备术语。

4.1 锂离子电池生产设备 Li-ion battery production equipment

锂离子电池生产过程中所用设备的总称，包括检测设备、奖料制备设备、极片制备设备、芯包制造设备、电芯装配设备、干燥注液设备、化成分容设备、电池模组组装设备等。

4.2 上料系统 feeding system

将正极或负极原料(包括活性物质、导电剂等)通过计量系统按照设定配比输入到搅拌设备内的整个过程所有设备的总和。

4.3 高速分散设备 high speed dispersion equipment

利用设备高速运转产生的离心力将浆料中的团聚物、大颗粒打散，实现超细分散的专用设备。

4.4 真空搅拌机 vacuum blender

一种集分散、混合为一体的专用机械设备，适用于锂电离子电池正、负极材料的混料。

4.5 极片涂布机 coating machine

将糊状聚合物、熔融态聚合物或聚合物熔液涂布于铜箔或铝箔上制得复合材料(极片)，并带烘干功能的专用设备。

注：涂布的主要目的是将稳定性好、粘度好、流动性好的浆料，均匀地涂覆在正负极表面上。其对锂电池的重要意义主要体现在一致性、循环寿命、安全性三方面。在涂布过程中，若极片前、中、后三段位置正负极浆料涂层厚度不一致，或者极片前后参数不一致，则容易引起电池容量过低或过高，且可能在电池循环过程中形成析锂，影响电池寿命。涂布过程要严格确保没有颗粒、杂物、粉尘等混入极片中，如果混入杂物会引起电池内部微短路，严重时导致电池起火爆炸。因此为使中段的卷绕工艺能尽可能粗细均匀、紧密，要求正负极的涂布误差尽可能小，涂布机的先进程度会直接影响电池化学性能的优劣，以及最终产品的良品率。

涂布机是前段工序的核心设备。涂布机经历了三种结构类型的演化，依次是刮刀式、转移式、狭缝挤压式涂布。刮刀式主要应用于实验室条件下；转移式涂布主要应用于3C电池的生产；狭缝式挤压涂布主要应用于动力电池。挤压涂布技术作为这三种中最先进的技术，可以用于较高粘度流体涂布，获得较高精度的涂层。

涂布机设备的技术先进程度主要考察四个方面：涂布技术，张力技术，纠偏技术，干燥技术。

4.6 极片辊压机 electrode rollerpress

将连续卷绕极片通过辊压的方式，完成极片所需的压实密度的专用设备。

注：辊压的意义在于压实极片，提高电池的能量密度。极片在完成上一工序的涂布、干燥后，活性物质与箔片的剥离强度很低，此时需要对其进行辊压，增强活性物质与箔片的粘接强度，以防在电解液浸泡、电池使用过程中剥落。合适的压实密度可增大电池的放电容量、减小内阻、减小极化损失、延长电池的循环寿命、提高锂离子电池的利用率。极片辊压一般由双辊压机完成，双辊压机是由两个铸钢压实辊以及电机和传动轴组成。开启辊压模式后，电机带动上下辊同时转动，收卷机构拉动极片将稳步穿过辊压间隙，最终被压到所需压实密度。

衡量辊压机技术先进程度，主要看面密度、压实密度。

4.7 极片分切机 electrode slitting machine

将连续卷绕极片通过分条刀分条为电池制造所需的极片宽度的专用设备。

注：分切机的功能是将辊压后的极片分切到需要的宽度，是卷绕的前一道关键工序。低端的分切机机械精度低，张力控制简单，不能适应超薄膜材料的分切。

极片分切工艺的主要技术难点在于处理毛刺、波浪边和掉粉。毛刺，特别是金属毛刺对锂电池的危害巨大，尺寸较大的金属毛刺直接刺穿隔膜，导致正负极之间短路。而极片分切工艺是锂离子电池制造工艺中毛刺产生的主要过程。出现波浪边时，极片分切和卷绕时会出现边缘纠偏抖动，从而降低工艺精度，另外对电池最终的厚度和形貌也会出现不良影响。极片出现掉粉会影响电池性能，正极掉粉时，电池容量减小，而负极掉粉时出现负极无法包裹住正极的情形，容易造成析锂。

4.8 隔膜分切机 separator slitting machine

将整卷筒状的锂电池隔膜分切成用户所需要的宽度的专用设备。

4.9 极片冲切机 electrode punching machine

将连续卷料极片通过成型刀板冲切的方式，完成叠片所需的片状正、负极片的专用设备。

4.10 极片滚切机 electrode slitting mill

将连续卷料极片通过滚刀切的方式，完成叠片所需的片状正、负极片的专用设备。

4.11 极片五金模切机 electrode hardware die cutting machine

将连续卷料极片通过五金模切的方式，完成叠片所需的片状正、负极片的专用设备。

4.12 极片激光模切机 electrode laser die cutting machine

将连续卷料极片通过激光切割的方式，完成叠片所需的片状正、负极片的专用设备。

4.13 极耳连续焊接机 continuous welding machine for tab connection

将极耳焊接在极片上，并且在极片上的工艺要求位置贴保护胶带的专用设备。其中极耳、极片、保护胶带均可实现自动备料。

4.14 极耳超声焊接机 ultrasonic welding machine for tab connection

将极耳与连接片通过超声焊的方式进行连接的专用设备。

注:一般有两种方式:

1)先用超声焊将极耳和连接片焊接完成之后，再通过激光焊方式与电池盖板连接:

2)连接片直接复合在电池盖板上，直接通过超声焊的方式将极耳与电池盖板上的连接片连接。

4.15 滚压分切一体机 rolling cutting machine

将连续卷绕极片通过辊压的方式，完成极片所需的压室密度，并通过分条刀将压实后的极片分条为电池制造所需的极片宽度的专用设备。

4.16 极片五金模切极耳成型机 die cutting machine for tab forming

将连续卷料极片通过五金模切的方式，完成卷绕所需的正、负极片的专用设备。

4.17 全自动卷绕机 automatic winding machine

将带状正极片、负极片、极耳、隔膜等料卷，安装在固定装置上，自动实现送入、卷制、剪切、粘贴胶带及在线检测，完成芯包生产的专用设备。

注：张力控制是影响卷绕机先进程度的核心技术。在整个卷绕过程中，为了保证电芯组装成的电池具有高一致性，需要尤其注意卷绕的张力控制。张力波动导致的松紧差异会使得卷绕出的电芯产生不均匀的拉伸形变，使电芯材料分层或出现S型皱褶，严重影响产品的一致性，隔膜、极片表面不平整起的褶皱会增大电池内阻。卷绕张力控制是一个高速的动态平衡过程，卷绕机在电气和软件控制方面要求很高，要求伺服控制系统快速反应，软件的编程也需要独到的经验水平。对于方形锂电池的卷绕，需要保持卷绕的线速度不变，角速度需要自动调整，因此方形锂电池卷绕的张力控制对技术要求更高。

卷绕机的自动纠偏技术和卷绕速度也比较关键。纠偏系统能保证电池卷绕过程中极片隔膜卷绕整齐，正极/负极/隔膜之间相对位置准确。

4.18 半自动卷绕机 semi-automatic winding machine

将正极、负极带状单元片人工辅助送入，带状隔膜料卷安装在固定装置上，自动实现送入、卷制、剪切、粘贴胶带，完成芯包生产的专用设备。

4.19 激光卷绕一体机 laser cutting winding machine

将正极片、负极片、隔膜等卷料通过激光切割分条为电池制造所需宽度的带料，并完成卷制、剪切。粘贴胶带及在线检测，完成芯包生产的专用设备。

4.20 自动叠片机 automatic stacking machine

送片机构将正、负极片与隔膜交替堆叠在一起，形成多层叠片芯包的专用设备。

注：叠片机用于软包电芯生产，能实现高于圆柱和方形电池的性能和安全性。叠片机是将正极片、隔膜、负极极片按照顺序叠合成小电芯单体，然后将小电芯单体叠放并联起来组成大电芯。叠片工艺生产出的电芯优点在于：由于相当于多个小极片并联，内阻较低，放电平台高；电芯极片隔膜之间受力面积一致，无明显应力集中点；内部空间利用较为充分，体积比容量和能量密度更高；叠片工艺相当于多极片并联，更容易在短时间内完成大电流放电，倍率性能佳。

叠片工艺的缺点在于操作要求高，生产控制繁琐，次品率高，最大的瓶颈在于生产效率低。目前国产动力电池用叠片机的效率相比韩国差距较大，国产设备以双工位居多，效率普遍在0.5-0.8秒/片，而进口叠片机效率为0.17-0.2秒/片。卷绕式工艺生产的电芯在电化学性能上略差于叠片式，但优势在于自动化程度高，制成容易，适合大规模生产，因此市场上的方形电池，尤其是圆柱电池一般都是卷绕式工艺生产。

4.21 卷绕式自动叠片机 automatic winding stacking machine

将盒装正、负极片和隔膜卷料固定在指定位置，自动实现正角极片交替送到卷绕式叠片头、卷绕式叠片头旋转实现隔膜对正负极片的包覆、切断隔膜和贴胶，完成锂离子电池叠片芯包生产的专用设备。

4.22 Z字型自动叠片机 Z-type automatic stacking machine

将盒装正、负极片和隔膜卷料固定在指定位置，自动实现正、负极片交替送到往复移动的叠片台上、隔膜放卷呈Z字绕行将正、角极片分开、外包隔膜、切断隔膜和贴胶，完成锂离子电池芯包生产的专用设备。

4.23 制袋式自动叠片机 automatic pouched stacking machine

送片机构分别将袋装正极片和负极片交替送入叠片台堆叠在一起，如此循环设定的次数后，完成钾离子电池叠片芯包生产的专用设备。

4.24 切叠一体机 cutting and stacking machine

将连线卷料正极片、负极片、隔膜通过成型刀板冲切成所需的片状叠片，并完成正、负极片与隔膜交替堆叠在一起，形成多层叠片芯包的专用设备。

4.25 方形制片卷绕一体机 prismatic tab forming and winding integrated machine

将带状正极片、负极片料卷完成自动焊接极耳或激光切割极耳，并将隔膜等料卷，安装在固定装置上，自动实现送入、卷制、剪切、粘贴胶带及在线检测，完成方形锂离子电池芯包生产的专用设备。

4.26 圆柱制片卷绕一体机 cylindrical tab forming and winding integrated machine

将带状正极片、负极片料卷完成自动焊接极耳或激光切割极耳，并将隔膜等料卷，安装在固定装置上，自动实现送入、卷制、剪切、粘贴腔带及在线检测，完成圆柱锂离子电池芯包生产的专用设备。

4.27 方形全自动卷绕机 prismatic automatic winding machine

将带状正极片、负极片、隔膜等料卷，安装在固定装置上，自动实现送入、卷制、前切、粘贴胶带及在线检测，完成方形锂离子电池芯包生产的专用设备。

4.28 圆柱全自动卷绕机 cylindrical automatic winding machine

格带状正极片、负极片、隔膜等料卷，安装在固定装置上，自动实现送入、卷制、剪切、粘贴胶带及在线检测，完成圆柱锂离子电池芯包生产的专用设备。

4.29 极耳预焊裁切机 tab pre-welding and trimming machine

将卷绕后或叠片后的芯包，安装在固定装置上，自动实现极耳的整形预焊及极耳工艺尺寸的裁切，完成芯包生产的专用设备。

4.30 极柱焊接机 terminal post welding machine

将预焊裁切后的极组，安装在固定装置上，自动实现极耳与极柱的焊接，完成锂离子电池极组生产的专用设备。

4.31 盖板与转接片焊接机 welding machine for cap plate and connector

将电池盖板、电池转接件，安装在固定装置上，自动实现电池盖板与电池连接件焊接的专用设备。

4.32 极组包胶机 jelly roll pack wrapping machine

将极组安装在固定装置上，自动实现极组包胶带的专用设备。

4.33 极组包膜机 jelly roll pack coating machine

将芯包或极组、保护膜，粘胶带，安装在固定装置上，自动实现包保护膜的专用设备。

4.34 自动入壳机 jelly roll pack automatic inserting can machine

将极组、电池壳体安装在固定装置上，自动实现极组放置到电池壳体的专用设备。

4.35 激光盖板自动焊接机 automatic laser welding machine for cap

将铝壳电池盖板、铝壳壳体，安装到固定装置上，通过激光焊接的方式，自动实现盖板与壳体的熔接的专用设备。

4.36 电池泄漏检测机 leakage detector

将已封装或焊接后的电池，通过负压或惰性气体进行腔体的密封性检测的专用设备。

4.37 X-Ray检测机 X-ray detector

将芯包或极组放置到固定装置上，通过低能量X光透视的方式，自动实现被检测芯包或极组活性材料的相对位置及尺寸的专用设备。

4.38 圆柱电池自动入壳机 jellyroll automatic inserting machine for cylindrical cell

将卷绕后的圆柱芯包、圆柱电池壳，安装在固定装置上，自动实现芯包放置到电池壳体的专用设备。

4.39 圆柱电池底壳焊接机 bottom welding machine for cylindrical cell

将已入壳的圆柱电池，安装在固定装置上，自动实现芯包负极耳与壳体底部的焊接，完成锂离子电芯生产的专用设备。

4.40 圆柱电池自动滚槽机 automatic channeling machine for cylindrical cell

将已完成圆柱电池底部焊接的电池，安装在固定装置上，自动实现电池壳体滚槽的专用设备。

4.41 圆柱电池盖帽焊接机 cap welding machine for cylindrical cell

将已入壳的圆柱电池的正极耳、圆柱电池盖帽，安装在固定奖置上，自动实现正极耳与盖帽焊接的专用设备。

4.42 圆柱电池自动封口机 automatic sealing machine for cylindrical cell

将已完成盖帽焊接的圆柱电池，安装在固定装置上，自动实现电池壳与盖帽封口的专用设备。

4.43 全自动注液机 automatic electrolyte injecting machine

格电池安装到专用夹具上，电解液通过计量泵自动加注到电池腔体内，加注前让电池腔体形成负用的环境，加注过程中采用正压的方式让电解液充分浸润到芯包中，根据工艺要求可多次加注、多次循环的专用设备。

4.44 电池清洗生产线 battery cleaning production line

将已封装的电池，安装在固定装置上，自动实现电池外壳清洗及干燥的专用设备。

4.45 圆柱电池套膜机 plastic film machine for cylindrical battery

将己清洗后的圆柱电池、电池标示膜，安装在固定装置上，自动实现电池标示膜套到电池壳上并自动热缩成型的专用设备。

4.46 铝塑膜成型机p ouch forming machine

在软包装电池制造过程中，将卷料的铝塑膜材料放置到专用的冲压模具中，自动实现电池铝塑膜成型的专用设备。

4.47 软包装全自动封装线 automatic packaging line for pouch cell

将芯包和已成型的铝塑膜，放置到固定装置上，自动实现铝塑膜封装(包含铝塑膜的顶侧封、底封及检测)的专用设备。

4.48 软包装电池除气封装机 degas packaging machine for pouch cell

将已完成注液的软包装电池，放置到固定装置上，自动实现负压环境下电池封装的专用设备。

4.49 软包装电池切折烫一体机 cutting folding hot integrated machine for pouch cell

将已完成封装的软包装电池，放置到固定装置上，自动实现电池切边、折边、烫成型的专用设备。

4.50 平压机 jellyroll pressing machine

将芯包或极组，放置到固定装置上，自动实现平压整形的专用设备。注:该工序有热压、冷压方式，需根据设计要求及工艺规格进行。

4.51 OCV测试机 OCV testing machine

在电芯制造过程中，对电芯开路电压进行测试的专用设备。

4.52 打标机 laser marking machine

将电池放置到固定装置上，通过激光的方式自动完成电池标示的专用设备，

4.53 化成机 formation machine

电池制造过程中用特定的充放电工艺将电池激活的专用设备。

注:电池化成分为开口化成和闭口化成，这两个工序采用同种类型的化成设备。开口化成还可配备负压功能，提升排气能力。可通过设备参数设定动态修改充放电电流、截止电压、充放电时间、电压施加的压力、电池温度、分次注液等外界条件。

化成分容及检测系统是后段工序中最关键的环节。锂电池电芯的化成分容是通过充放电的方式实现电池的初使化，使电芯的活性物质激活，是一个能量转换的过程。锂电芯的化成分容原理比较复杂，但同时也是影响电池性能很重要的一道工序，因为在Li+第一次充电时，Li+第一次插入到石墨中，会在电池内发生电化学反应，在电池首次充电过程中不可避免地要在碳负极与电解液的相界面上、形成覆盖在碳电极表面的钝化膜或SEI膜（solid electrolyte interface,固体电解质界面(膜)）。SEI膜的性能直接决定了电池的倍率、自放电等性能。为了达到使电池状态稳定，通常化成分容过程中会进行多次的充放电、60℃以下的恒温静置等。锂电池化成分容系统可以对单体锂电池进行恒流充电，当电压达到锂电池的充电上限电压时，转为恒压充电，直至充电电流逐渐降为0。然后再对电池进行恒流放电，直至电池电压达到放电截止电压。

化成和分容原理上略有区别，但均可用充放电机完成。化成只是充电的过程，不需要对电芯进行放电，所以化成的时候，可以使用单独的充电机，因而充电机也常常被称为化成机，又因为充电机的外表往往是方正的柜子形态，充电机又被称为化成柜。虽然化成不需要放电，但有些电芯的化成工艺需要进行一次以上的充电，紧接着化成之后的分容工序，需要对电芯先充电再放电，化成充电之后，还必须对电芯进行放电，这种工艺上的需要也导致很多电池生产厂家，直接使用带有充电和放电功能的充放电机来进行化成。

4.54 分容机 capacity grading machine

电池制造过程中对同类批最电池基于充放电容量进行分选的专用设备。注:可采用放电截止电压、定点电压、区间电压、曲线拟合等多种容量分选手段，

注：分容的意义在于筛选出合格电池并进行分组。由于电池制造过程中的工艺原因使得电池的实际容量不可能完全一致，通过一定规范进行“充满电-放完电”循环，循环时间乘以放电电流就是电池的容量。只要测试得到的容量满足或大于设计容量，电池就是合格的。通过对不同容量的电池进行分类，可以优化电池组的一致性。锂电池的化成分容过程中，对充放电电压和电流的要求非常严格，电压的高精度控制可以避免电池过充过放情况的出现。在分容过程中，需要使用到的主要设备是锂电池充放电机。具有“能量回馈”技术的充放电机可以较好解决分容充放电模块的散热问题，相比传统化成分容系统节电60%-80%。

充放电机是化成分容中的重点设备，也是后段使用量最多的设备。充放电机的最小工作单位是“通道”。一个通道可以为一个电芯进行充电或放电。在充放电机实际使用中，一个“单元”由一定数量（如24个、32个、64个等）的通道组合而成。“单元”包含了若干个“通道”，是充放电机制造和安装时的最小单位，日韩企业将此单位称为BOX。从原理上说，一台充放电机可以由无数个BOX组成，国内较多采用手工操作的习惯影响下，一般一台充放电机的BOX数量并不大，一条生产线后段往往需要十几台到上百台充放电机。

4.55 真空负压化成机 formation machine with vacuum negative pressure

将电池放置到固定装置上(专用夹具)，在真空负压的环境下进行电池的充放电工艺实施的专用设备。

4.56 真空干燥炉 vacuum drying oven

锂电池制造过程中，将电池放置于密闭的腔体内，在真空的环境下通过加热方式进行电池干燥的专用设备。

4. 57 隧道式烘干炉 tunnel oven

锂电池制造过程中，将电池通过类似隧道的烘干箱体进行电池干燥的专用设备。

4.58 接触式烘干炉 contacting oven

采用接触式加热方式实现对电池干燥的专用烘烤干燥设备。

4.59 锂离子电池制造制氮系统 Nitrogen production system for Li-ion battery manufacturing

锂离子电池制造过程中，完成制造所需的氢气的专用设备。

4.60 锂离子电池真空干燥隧道炉 vacuum drying tunnel oven for Li-ion battery manufacturing

锂离子电池制造过程中，将电池放置到专用夹具上，在真空的环境下通过加热方式进行电池干燥的专用设备。电池及夹具在完成此工字是动态运行于降道式的腔体中。

4.61 锂离子电池制造真空系统 vacuum system for Li-ion battery manufacturing

锂离子电池制造过程中，完成制造所需的真空的专用设备。

4.62 锂离子电池制造除湿系统 dehumidification system for Li-ion battery manufacturing

锂离子电池制造过程中，完成制造所需的湿度环境保持的专用设备。

4.63 锂离子电池制造压缩空气系统 compressed air system for Li-ion battery manufacturing

锂离子电池制造过程中，完成制造所需的压缩空气的专用设备。

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参考资料：T/CIAPS0011-2021 锂离子电池制造术语