Um guia abrangente para máquinas de enrolamento de bateria de íons de lítio

O enrolamento é um processo crucial na produção de baterias de íons de lítio, envolvendo o controle preciso de vários fatores como velocidade, tensão, dimensões e desvios para lençóis e separadores de eletrodos eólicos em núcleos de bateria. Este artigo investiga os meandros de equipamentos de enrolamento, explorando suas classificações, desafios de desenvolvimento, princípios e componentes -chave.

1. Visão geral da classificação do equipamento de enrolamento

1.1 categorias de máquina de enrolamento convencionais

As máquinas de enrolamento são essenciais para a montagem do núcleo das baterias de íons de lítio, um processo que envolve enrolamento dos eletrodos positivos e negativos e o separador em um núcleo celular. Dependendo da forma do núcleo da bateria, as máquinas de enrolamento são classificadas em duas categorias principais: enrolamento prismático e enrolamento cilíndrico. As máquinas de enrolamento prismáticas são divididas em máquinas de enrolamento automáticas e máquinas de enrolamento integradas, usadas principalmente para fabricar baterias prismáticas, baterias de armazenamento de energia e baterias digitais.

Outra maneira de classificar as máquinas de enrolamento é pelo seu nível de automação, que inclui máquinas manuais, semi-automáticas, totalmente automáticas e integradas. Além disso, as máquinas de enrolamento podem ser categorizadas pelo tamanho do núcleo da bateria que produzem, variando de tamanhos pequenos a ultra-grande.

2. Evolução e desafios do processo de enrolamento

O desenvolvimento da tecnologia de enrolamento enfrentou desafios significativos, especialmente ao atender às demandas de baterias de grande capacidade e de grande porte. O processo tradicional de enrolamento mostrou limitações, particularmente em abordar questões como expansão e contração desiguais durante a carga da bateria e os ciclos de descarga, o que pode levar ao aumento das lacunas entre eletrodos e separadores, impactando o desempenho e a segurança da bateria.

À medida que os requisitos de densidade de energia continuam aumentando, a incorporação de ânodos de silício nas baterias, que são propensas a expansão significativa, complicou ainda mais o processo de enrolamento. O aumento da probabilidade de rachaduras na camada interna devido à expansão limitou o uso de materiais de silício, destacando a necessidade de avanços na tecnologia de enrolamento.

3. Instruções futuras para máquinas de enrolamento

O futuro das máquinas de enrolamento está em várias áreas -chave da melhoria:

1. Alta velocidade e precisão: aumentando a velocidade da linha das folhas de eletrodo da corrente de 2 a 3 m/s para 5 m/s e aumentando a precisão do alinhamento de ± 0,3 mm para ± (0,1 ~ 0,2) mm.

2. Alta taxa de rendimento: Melhorando o Índice de Capacidade do Processo (CPK) de 1,33 para 1,67, alcançando 2,0 ou superior para alcançar a produção livre de defeitos.

3. Estabilidade: melhorando o tempo médio entre falhas (MTBF) de dezenas ou centenas de horas para milhares ou dezenas de milhares de horas.

4. Controle digital e inteligente: Implementando o monitoramento on-line da tensão e alinhamento de enrolamento, com otimização de circuito fechado dos parâmetros de enrolamento e desempenho final da bateria.

5. Integração de corte e enrolamento a laser: integrando o corte a laser com o processo de enrolamento para criar uma operação mais eficiente e simplificada.

6. Máquinas de enrolamento de alta velocidade: alcançar um aumento significativo na eficiência do enrolamento por meio de avanços na tecnologia de movimento contínuo e uniforme.

4. Princípios, componentes e estruturas -chave do equipamento de enrolamento

As máquinas de enrolamento servem principalmente o enrolamento automático de núcleos de bateria prismática ou cilíndrica. Essas máquinas usam várias agulhas de enrolamento e uma estrutura de extração de agulha de lado único, permitindo controle preciso sobre o desenrolamento e o alinhamento de eletrodos e separadores, detecção de tensão e ajuste. Todo o processo envolve pré-enrolamento, onde o alinhamento e a tensão iniciais são cruciais, seguidos pelo próprio processo de enrolamento, que deve manter a tensão constante para garantir a uniformidade e a estabilidade do núcleo da bateria.

Os principais componentes das máquinas de enrolamento incluem:

• Módulos de desenrolamento automático: para folhas de eletrodo e separadores.

• Módulos de correção automática: para garantir o alinhamento do material.

• Sistemas de controle de tensão: para regular a tensão de folhas de eletrodo e separadores durante o enrolamento.

• Módulos de alimentação: para inserir folhas de eletrodo antes do enrolamento.

• Módulos de corte: para corte preciso de folhas e separadores de eletrodos.

• Módulos defeituosos de remoção do produto: Para separar e descartar folhas e separadores de eletrodo defeituosos.

• Módulos de enrolamento: incluindo várias estações com agulhas de servo acionadas por motor.

• Módulos de corte do separador: equipados com recursos de segurança e proteção.

• Módulos de aplicação de fita adesiva: para aplicar a fita adesiva do terminal.

• Módulos de pré-compressão e descarregamento: para pré-comprovar e descarregar o núcleo da bateria.

• Sistemas de remoção de poeira: eliminar a poeira de folhas de eletrodo e separadores.

• Sistemas de inspeção em processo: Usando câmeras de alta resolução para monitoramento em tempo real.

5. Selecionando equipamentos de enrolamento: considerações e estudos de caso

Ao selecionar equipamentos de enrolamento, é essencial para:

1. Entenda os requisitos do material: confirme a compatibilidade das larguras da folha de eletrodos, espessuras e outras especificações.

2. Especifique especificações do produto: verifique se a compatibilidade com vários tamanhos de núcleo da bateria e métodos de aplicação de fita adesiva.

3. Defina a configuração do equipamento: com base nas especificações do material e do produto, determine as funções necessárias do equipamento, incluindo os tipos de desenrolar, correção, controle de tensão e enrolamento.

Conclusão

O processo de enrolamento é parte integrante da fabricação de baterias de íons de lítio, e os avanços nos equipamentos de enrolamento são cruciais para atender às demandas em evolução da indústria de baterias. Ao focar na velocidade, precisão, estabilidade e controle inteligente, o futuro das máquinas de enrolamento promete melhorias significativas na eficiência e na qualidade.

Este guia abrangente fornece informações valiosas sobre o estado atual e as perspectivas futuras de equipamentos sinuosos, essenciais para profissionais e fabricantes do setor que visam permanecer na vanguarda da tecnologia de produção de baterias.

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