权利要求
1.一种电池生产系统，由原料预处理模块、电池组装模块、
电解液注入模块、成品检测模块以及中央控制单元五大模块组成，其特征在于：包括有以下内容：
原料预处理模块：用于对正负极活性材料、电解液以及电池外壳进行预先处理准备;具体包括正
负极材料的混合、涂布、干燥、辊压和分切，电解液的精确配制与除水除氧处理，以及电池外壳的清洁与干燥;
电池组装模块：用于将预处理后的正负极片、
隔膜组装成电极组件，并完成入壳、预封装过程;
电解液注入模块： 用于在干燥环境或惰性气氛保护下，将预处理好的电解液精确、定量地注入已组装好电极组件的电池外壳中;
成品检测模块： 用于对注液并完成最终封装后的电池进行性能检测;包括开路电压、内阻、容量、自放电率测试，以及外观检查、气密性测试和安全性能抽检;
中央控制单元： 用于集中监控和协调上述四大模块的运行;接收各模块传感器数据，根据预设工艺参数进行实时分析、反馈与控制，实现生产过程的自动化、智能化调度，确保生产流程的连续性与产品质量的一致性，并记录生产数据供追溯分析。
2.根据权利要求1所述的一种电池生产系统，其特征在于：所述电池组装模块包括电极组件成型单元，所述成型单元采用卷绕式或叠片式工艺将正负极片与隔膜组装为裸
电芯，并通过激光焊接实现极耳与集流体的连接。
3.根据权利要求2所述的一种电池生产系统，其特征在于：所述电解液注入模块配备真空注液系统，即恒温储液罐用于维持电解液温度在25±2℃;高精度计量泵用于控制注液量误差≤±0.5%;注液前将电池内部抽真空至≤10Pa。
4.根据权利要求3所述的一种电池生产系统，其特征在于：所述成品检测模块包含循环寿命测试单元，在25℃恒温环境下以1C充放电速率循环≥500次，容量保持率≥80%为合格。
5.根据权利要求4所述的一种电池生产系统，其特征在于：所述中央控制单元集成MES系统，实时采集各模块的工艺参数(温度/压力/真空度)，动态调整生产节奏并生成唯一追溯码。
6.根据权利要求5所述的一种电池生产系统，其特征在于：所述原料预处理模块的干燥工序采用露点≤-40℃的除湿空气，正负极片含水率控制≤100ppm。
7.一种电池生产系统的电池生产方法，实施于如权利要求6所述的一种电池生产系统，其特征在于：包括有以下内容：
S1、首先将正负极活性材料分别与导电剂、粘结剂混合成浆料，采用双螺杆挤出机连续混料，粘度控制在3000-5000mPa·s，通过刮板细度计验证分散均匀性，确认达到标准后，将浆料均匀涂布在金属箔集流体上，经露点≤-40℃的除湿空气干燥，对极片进行辊压，通过设置五道次渐进式辊压，将极片辊压至符合标准的厚度后，分切成指定尺寸的极片，同时在惰性气氛手套箱中，将
锂盐与有机溶剂按比例混合，经除水除氧处理至水分≤10ppm，电池外壳经超声波清洗后，采用干燥氮气吹扫至表面无残留水分;
S2、按卷绕式或叠片式工艺将正极片、隔膜、负极片组装成裸电芯，在进行组装时，确保正负极片进行边缘对齐;通过激光焊接连接极耳与集流体，将裸电芯装入干燥外壳，焊接盖板并预留注液口，完成预密封，将预封装电池转移至惰性气氛腔体，抽真空至≤10Pa;电解液在恒温储液罐中维持25±2℃，通过高精度计量泵(误差≤±0.5%)向电池内注入预设量电解液，注液后静置10分钟，使电解液充分浸润，密封注液口，激光焊接完成气密性封装;
S3、对电池进行首次充放电，形成稳定SEI膜，检测开路电压、内阻、容量(0.2C放电)，筛选电压异常品，氦检仪检测泄漏率(≤0.01 Pa·m³/s)，人工检查外观缺陷，25℃恒温环境下，以1C充放电循环≥500次，容量保持率≥80%为合格，按批次5%抽样，进行过充/针刺/挤压测试，要求无起火爆炸;
S4、实时采集各模块传感器数据，动态调整设备参数生成唯一追溯码绑定生产数据，异常数据触发报警并隔离问题电池，确保产品一致性。
说明书
技术领域
[0001]本发明涉及电池生产技术领域，更具体地涉及一种电池生产系统和电池生产方法。
背景技术
[0002]随着电动汽车、便携式电子设备和
储能电站的快速发展，锂离子电池等高性能二次电池的需求量激增，对其能量密度、循环寿命、安全性和一致性的要求也日益严苛。电池制造是一个涉及多道精密工序的复杂过程，其最终产品的性能高度依赖于原材料质量、工艺控制的精确度以及生产环境的稳定性。
[0003]目前，主流的电池生产线通常由多个相对独立的工序单元组成，例如浆料制备、涂布、辊压、分切、卷绕/叠片、注液、封装、化成、分容检测等。然而，这种分段式生产模式存在以下显著问题：
1、由于工艺参数波动大， 各工序单元的设备独立控制，难以实现全流程的精确联动与稳定控制，导致一致性与良品率较低。
[0004]2、电极片和电解液对水分和氧气极为敏感，现有生产线在极片干燥后转运、电芯组装、注液等环节，难以实现全程有效的超低湿度或惰性气氛保护。水分(>100ppm)和氧气的侵入会引发副反应，消耗活性锂，导致首次库伦效率低、产气、内阻增大、循环寿命缩短甚至安全隐患。
[0005]3、注液精度与浸润问题： 传统注液方法在精度、温度控制和真空度方面存在局限，导致注液量不准、电解液分布不均、浸润不充分，影响电池性能和一致性;
因此本发明提供了一种电池生产系统和电池生产方法。
发明内容
[0006]为了克服现有技术的上述缺陷，本发明提供了一种电池生产系统和电池生产方法，以解决上述背景技术中存在的问题。
[0007]本发明提供如下技术方案：一种电池生产系统，由原料预处理模块、电池组装模块、电解液注入模块、成品检测模块以及中央控制单元五大模块组成，包括有以下内容：
原料预处理模块：用于对正负极活性材料、电解液以及电池外壳进行预先处理准备;具体包括正负极材料的混合、涂布、干燥、辊压和分切，电解液的精确配制与除水除氧处理，以及电池外壳的清洁与干燥;
电池组装模块：用于将预处理后的正负极片、隔膜组装成电极组件，并完成入壳、预封装过程;
电解液注入模块： 用于在干燥环境或惰性气氛保护下，将预处理好的电解液精确、定量地注入已组装好电极组件的电池外壳中;
成品检测模块： 用于对注液并完成最终封装后的电池进行性能检测;包括开路电压、内阻、容量、自放电率测试，以及外观检查、气密性测试和安全性能抽检;
中央控制单元： 用于集中监控和协调上述四大模块的运行;接收各模块传感器数据，根据预设工艺参数进行实时分析、反馈与控制，实现生产过程的自动化、智能化调度，确保生产流程的连续性与产品质量的一致性，并记录生产数据供追溯分析。
[0008]进一步的，所述电池组装模块包括电极组件成型单元，所述成型单元采用卷绕式或叠片式工艺将正负极片与隔膜组装为裸电芯，并通过激光焊接实现极耳与集流体的连接。
[0009]进一步的，所述电解液注入模块配备真空注液系统，即恒温储液罐用于维持电解液温度在25±2℃;高精度计量泵用于控制注液量误差≤±0.5%;注液前将电池内部抽真空至≤10Pa。
[0010]进一步的，所述成品检测模块包含循环寿命测试单元，在25℃恒温环境下以1C充放电速率循环≥500次，容量保持率≥80%为合格。
[0011]进一步的，所述中央控制单元集成MES系统，实时采集各模块的工艺参数(温度/压力/真空度)，动态调整生产节奏并生成唯一追溯码。
[0012]进一步的，所述原料预处理模块的干燥工序采用露点≤-40℃的除湿空气，正负极片含水率控制≤100ppm。
[0013]一种电池生产系统的电池生产方法，实施于如权利要求6所述的一种电池生产系统，其特征在于：包括有以下内容：
S1、首先将正负极活性材料分别与导电剂、粘结剂混合成浆料，采用双螺杆挤出机连续混料，粘度控制在3000-5000mPa·s，通过刮板细度计验证分散均匀性，确认达到标准后，将浆料均匀涂布在金属箔集流体上，经露点≤-40℃的除湿空气干燥，对极片进行辊压，通过设置五道次渐进式辊压，将极片辊压至符合标准的厚度后，分切成指定尺寸的极片，同时在惰性气氛手套箱中，将锂盐与有机溶剂按比例混合，经除水除氧处理至水分≤10ppm，电池外壳经超声波清洗后，采用干燥氮气吹扫至表面无残留水分;
S2、按卷绕式或叠片式工艺将正极片、隔膜、负极片组装成裸电芯，在进行组装时，确保正负极片进行边缘对齐;通过激光焊接连接极耳与集流体，将裸电芯装入干燥外壳，焊接盖板并预留注液口，完成预密封，将预封装电池转移至惰性气氛腔体，抽真空至≤10Pa;电解液在恒温储液罐中维持25±2℃，通过高精度计量泵(误差≤±0.5%)向电池内注入预设量电解液，注液后静置10分钟，使电解液充分浸润，密封注液口，激光焊接完成气密性封装;
S3、对电池进行首次充放电，形成稳定SEI膜，检测开路电压、内阻、容量(0.2C放电)，筛选电压异常品，氦检仪检测泄漏率(≤0.01 Pa·m³/s)，人工检查外观缺陷，25℃恒温环境下，以1C充放电循环≥500次，容量保持率≥80%为合格，按批次5%抽样，进行过充/针刺/挤压测试，要求无起火爆炸;
S4、实时采集各模块传感器数据，动态调整设备参数生成唯一追溯码绑定生产数据，异常数据触发报警并隔离问题电池，确保产品一致性
本发明的技术效果和优点：
本发明通过将浆料分散均匀性控制、低水分/氧含量、精确的极片厚度控制、稳定的SEI膜形成工艺，为电池的长寿命奠定了基础，强制性的寿命验证： 成品检测要求每块电池在25℃、1C倍率下循环≥500次后容量保持率≥80%，直接保证出厂电池满足基本的寿命要求，有利于实现产品的一致性进而可预测产品的实际使用状态，同时能够提供更稳定的性能表现。
[0014]本发明通过成品检测模块包含强制性的安全性能抽检(≥5%批次抽样进行过充、针刺、挤压测试)，要求“无起火爆炸”，直接验证电池的安全底线，通过极低的水氧含量(极片≤100ppm，电解液≤10ppm，惰性气氛组装/注液)有效抑制了产气、热失控等安全隐患的根源。
[0015]本发明通过高度自动化、智能化、集成化的模块设计，结合精确到极致的工艺参数控制和严格全面的检测标准，实现了电池生产过程的革命性提升。其核心有益效果在于：生产出具有超高一致性、卓越可靠性、超长循环寿命和顶尖安全性能的电池产品，同时大幅提高了生产效率、降低了综合成本，并建立了完善的质量追溯体系，为规模化、高品质电池制造提供了强大的技术保障。
附图说明
[0016]图1为本发明的工艺流程示意图。
具体实施方式
[0017]下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，另外，在以下的实施方式中记载的各结构的形态只不过是例示，本发明所涉及的电池生产系统和电池生产方法并不限定于在以下的实施方式中记载的各结构，在本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施方式都属于本发明保护的范围。
[0018]参照图1，本发明提供了一种电池生产系统，由原料预处理模块、电池组装模块、电解液注入模块、成品检测模块以及中央控制单元五大模块组成，包括有以下内容：
原料预处理模块：用于对正负极活性材料、电解液以及电池外壳进行预先处理准备;具体包括正负极材料的混合、涂布、干燥、辊压和分切，电解液的精确配制与除水除氧处理，以及电池外壳的清洁与干燥;
电池组装模块：用于将预处理后的正负极片、隔膜组装成电极组件，并完成入壳、预封装过程;
电解液注入模块： 用于在干燥环境或惰性气氛保护下，将预处理好的电解液精确、定量地注入已组装好电极组件的电池外壳中;
成品检测模块： 用于对注液并完成最终封装后的电池进行性能检测;包括开路电压、内阻、容量、自放电率测试，以及外观检查、气密性测试和安全性能抽检;
中央控制单元： 用于集中监控和协调上述四大模块的运行;接收各模块传感器数据，根据预设工艺参数进行实时分析、反馈与控制，实现生产过程的自动化、智能化调度，确保生产流程的连续性与产品质量的一致性，并记录生产数据供追溯分析，五大核心模块(预处理、组装、注液、检测、控制)高度集成且自动化运行，中央控制单元实现智能调度，减少了工序间的等待和转运时间，且自动化调度减少人工干预，提高效率。
[0019]其中，所述电池组装模块包括电极组件成型单元，所述成型单元采用卷绕式或叠片式工艺将正负极片与隔膜组装为裸电芯，并通过激光焊接实现极耳与集流体的连接。
[0020]其中，所述电解液注入模块配备真空注液系统，即恒温储液罐用于维持电解液温度在25±2℃;高精度计量泵用于控制注液量误差≤±0.5%;注液前将电池内部抽真空至≤10Pa。
[0021]其中，所述成品检测模块包含循环寿命测试单元，在25℃恒温环境下以1C充放电速率循环≥500次，容量保持率≥80%为合格。
[0022]其中，所述中央控制单元集成MES系统，实时采集各模块的工艺参数(温度/压力/真空度)，动态调整生产节奏并生成唯一追溯码，中央控制单元为每个电池或批次生成唯一追溯码，绑定所有关键生产数据(工艺参数、检测结果、操作记录等)，实时采集的海量数据用于过程监控、质量分析、工艺优化和问题根源追溯。异常数据触发报警并隔离问题电池，防止缺陷扩散，为持续改进提供依据： 完整、可追溯的生产数据是进行质量分析、工艺优化和产品迭代升级的宝贵资产。
[0023]其中，所述原料预处理模块的干燥工序采用露点≤-40℃的除湿空气，正负极片含水率控制≤100ppm。
[0024]一种电池生产系统的电池生产方法，实施于如权利要求6所述的一种电池生产系统，其特征在于：包括有以下内容：
S1、首先将正负极活性材料分别与导电剂、粘结剂混合成浆料，采用双螺杆挤出机连续混料，粘度控制在3000-5000mPa·s，通过刮板细度计验证分散均匀性，确认达到标准后，将浆料均匀涂布在金属箔集流体上，经露点≤-40℃的除湿空气干燥，对极片进行辊压，通过设置五道次渐进式辊压，将极片辊压至符合标准的厚度后，分切成指定尺寸的极片，同时在惰性气氛手套箱中，将锂盐与有机溶剂按比例混合，经除水除氧处理至水分≤10ppm，电池外壳经超声波清洗后，采用干燥氮气吹扫至表面无残留水分;
S2、按卷绕式或叠片式工艺将正极片、隔膜、负极片组装成裸电芯，在进行组装时，确保正负极片进行边缘对齐;通过激光焊接连接极耳与集流体，将裸电芯装入干燥外壳，焊接盖板并预留注液口，完成预密封，将预封装电池转移至惰性气氛腔体，抽真空至≤10Pa;电解液在恒温储液罐中维持25±2℃，通过高精度计量泵(误差≤±0.5%)向电池内注入预设量电解液，注液后静置10分钟，使电解液充分浸润，密封注液口，激光焊接完成气密性封装;
S3、对电池进行首次充放电，形成稳定SEI膜，检测开路电压、内阻、容量(0.2C放电)，筛选电压异常品，氦检仪检测泄漏率(≤0.01 Pa·m³/s)，人工检查外观缺陷，25℃恒温环境下，以1C充放电循环≥500次，容量保持率≥80%为合格，按批次5%抽样，进行过充/针刺/挤压测试，要求无起火爆炸;
S4、实时采集各模块传感器数据，动态调整设备参数生成唯一追溯码绑定生产数据，异常数据触发报警并隔离问题电池，确保产品一致性。
[0025]最后应说明的几点是：首先，在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变，则相对位置关系可能发生改变;
其次：本发明公开实施例附图中，只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计，在不冲突情况下，本发明同一实施例及不同实施例可以相互组合;
最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
说明书附图(1)
声明：
“电池生产系统和电池生产方法” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：北方有色网
来源：盐城剑彬新能源科技有限公司
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