În sistemul de proces complex al producției moderne de baterii cu litiu,mașină de stivuire baterii, ca echipament tehnic cheie, afectează profund calitatea, performanța și eficiența producției produselor cu baterii cu litiu. Odată cu creșterea exponențială a cererii de energie curată și soluții de stocare a energiei de înaltă performanță la nivel mondial, piața bateriilor cu litiu a introdus oportunități fără precedent de a înflori. Fie că este vorba de industria emergentă a vehiculelor electrice, domeniul tradițional al electronicelor de larg consum și aplicațiile emergente ale sistemelor de stocare a energiei la scară largă, densitatea energiei, siguranța, durata ciclului de viață și capacitatea de producție a bateriilor cu litiu au propus cerințe extrem de stricte.
1, principiul de lucru și arhitectura tehnică a mașinii de stivuire
(1) Sistem de control al poziționării și transmisiei de înaltă precizie
Bateriamașină de stivuitfolosește un sistem foarte sofisticat de control al poziționării și transmisiei, care integrează realizările de ultimă oră în domenii multidisciplinare, cum ar fi inginerie mecanică avansată, control al automatizării, viziune computerizată și tehnologia senzorilor. În procesul de poziționare, sistemele de recunoaștere vizuală de înaltă rezoluție (cum ar fi camerele industriale, senzorii de imagine etc.) pot fi utilizate pentru achiziția de imagini în timp real și precisă și analiza datelor și procesarea formelor geometrice, profilelor marginilor și semnelor caracteristice ale plăci și diafragme cu electrozi pozitivi și negativi. Pe baza acestor informații precise ale imaginii, sistemul de control utilizează modele avansate de algoritm (cum ar fi algoritmul de detectare a marginilor, algoritmul de potrivire a caracteristicilor etc.) pentru a calcula rapid coordonatele de poziție spațială și informațiile de atitudine ale fiecărei componente și transmite aceste date către controlul mișcării. sistem.
(2) Control de precizie a presiunii și mecanism de execuție a stivei
În timpul executării stivei, stivuitorul de baterii oferă un control extrem de precis asupra presiunii de stivuire a fiecărui strat de componente. Reglarea precisă a presiunii stivei este esențială pentru a asigura o potrivire strânsă între plăcile pozitive și negative și diafragmă, pentru a optimiza rezistența de contact a interfeței și pentru a evita deteriorarea fizică a componentelor. În acest scop, mașina de stivuire a bateriei este echipată cu un sistem specializat de control al presiunii, care constă de obicei dintr-un senzor de presiune de înaltă precizie, un regulator electric de presiune și un algoritm de control al feedback-ului în buclă închisă. Senzorul de presiune monitorizează schimbarea presiunii în timpul procesului de stivuire în timp real și transmite datele de presiune înapoi sistemului de control.
2, rolul de bază al mașinii de stivuire a bateriilor în producția de baterii cu litiu
(1) Îmbunătățiți semnificativ densitatea de energie a celulei bateriei
Aranjarea strânsă a foilor polare și utilizarea îmbunătățită a substanțelor active
Prin poziționarea excelentă și precizia de stivuire, mașina de stivuire a bateriei poate realiza aranjarea strânsă a pieselor de electrod pozitiv și negativ în interiorul celulei. Această aranjare strânsă reduce în mod eficient spațiul de gol ineficient dintre poli, permițând ca mai multe substanțe active să fie găzduite în același volum al structurii celulare. Luând ca exemplu o baterie litiu-ion comună, creșterea substanțelor active pozitive înseamnă că mai mulți ioni de litiu pot participa la reacția electrochimică în timpul procesului de încărcare și descărcare, ceea ce îmbunătățește semnificativ capacitatea teoretică și densitatea de energie a bateriei.
Optimizarea contactelor interfeței și îmbunătățirea eficienței transportului ionic
Pe lângă optimizarea aranjamentului electrozilor, controlul precis al presiunii al mașinii de stivuire a bateriei poate îmbunătăți semnificativ starea de contact a interfeței dintre plăcile electrodului pozitiv și negativ și diafragmă. Sub acțiunea presiunii ideale de stivuire, placa electrodului și diafragma pot obține o potrivire strânsă și uniformă, ceea ce reduce eficient rezistența de contact a interfeței. Rezistența de contact scăzută a interfeței ajută la promovarea transmiterii rapide a ionilor de litiu în procesul de încărcare și descărcare și reduce rezistența la difuzie și pierderea de energie a ionilor la interfață. Acest lucru poate nu numai să îmbunătățească eficiența de încărcare și descărcare a bateriei, să scurteze timpul de încărcare, dar și să reducă problema scăderii performanței bateriei cauzată de încălzirea rezistenței într-o anumită măsură, prelungind astfel durata de viață a bateriei.
(2) Asigurați în mod eficient consistența calității bateriei
Control de precizie dimensională și producție standardizată
Mașina de stivuire a bateriei controlează strict acuratețea dimensională a celulei pe parcursul întregului proces de stivuire. De la poziționarea inițială a stâlpului și a diafragmei, până la operația de stivuire a fiecărui strat, până la formarea structurii finale a celulei, fiecare pas este monitorizat de un sistem automatizat de înaltă precizie. Prin controlul precis al poziției, grosimii și numărului de straturi stivuite ale fiecărei componente, este posibil să se asigure un grad ridicat de consistență în parametrii dimensionali cheie, cum ar fi grosimea, lungimea și lățimea pentru fiecare lot de producție.
Stabilitatea structurii interne și uniformitatea performanței
Deoarece mașina de stivuire a bateriei poate asigura acuratețea de aliniere a pieselor de electrod pozitiv și negativ din interiorul fiecărei celule, planeitatea diafragmei și etanșeitatea potrivirii dintre straturi sunt foarte consistente, microstructura și proprietățile macro ale celulei au o stabilitate excelentă. și uniformitate în procesul de producție de masă. Fie că este vorba de indicatori cheie de performanță, cum ar fi tensiunea în circuit deschis, rezistența internă și capacitatea celulei, sau caracteristicile de răspuns dinamic la diferite rate de încărcare și descărcare, se poate menține într-un interval de abatere foarte mic. Acest grad ridicat de consistență a calității nu numai că ajută la îmbunătățirea randamentului produselor cu baterii cu litiu, reduce costurile de producție, dar oferă și soluții de alimentare cu energie mai fiabile și mai stabile pentru aplicațiile din aval.
(3) Îmbunătățiți considerabil eficiența producției și nivelul de automatizare
Capacitatea de stivuire de mare viteză și îmbunătățirea productivității
Mașina de stivuire a bateriei are o capacitate impresionantă de stivuire de mare viteză, care poate finaliza sarcina de stivuire a unui număr mare de celule într-un timp foarte scurt. Mașinile moderne avansate de stivuire a bateriilor pot finaliza zeci sau chiar sute de straturi de foi de electrozi pozitivi și negativi și operațiuni de stivuire a diafragmei pe minut în modul de funcționare de mare viteză, iar eficiența producției a fost îmbunătățită semnificativ de zeci sau chiar sute de ori în comparație cu tradiționalele. asamblare manuală sau echipamente mecanice cu viteză redusă. Această capacitate de stivuire de mare viteză permite producătorilor de baterii cu litiu să producă mai multe produse cu celule într-un timp limitat pentru a satisface cererea în creștere a pieței.
3,Integrarea automatizării și construcția sistemelor inteligente de producție
Fiind unul dintre echipamentele de bază ale liniei moderne de producție a bateriilor cu litiu, mașina de stivuire a bateriilor are caracteristici bune de integrare automată. Poate funcționa perfect și automat cu alte echipamente de producție (cum ar fi mașina de tăiat foile de stâlp, mașina de acoperire cu diafragmă, mașina de etanșare a celulelor etc.) pentru a forma un sistem complet de producție inteligent. În acest sistem, interacțiunea datelor în timp real și controlul colaborativ sunt efectuate între dispozitive prin Ethernet industrial, fieldbus și alte tehnologii de comunicație, iar întreaga producție de automatizare a procesului este realizată din aprovizionarea cu materii prime, pregătirea plăcii de electrozi și a diafragmei, stivuirea celulelor și asamblarea la ambalajul produsului final. Integrarea automată nu numai că reduce legătura de intervenție manuală, reduce impactul factorilor umani asupra calității produsului, dar realizează și monitorizarea în timp real, colectarea datelor și analiza procesului de producție.
Tendințele de inovare tehnologică și perspectivele viitoare de dezvoltare a mașinilor de stivuire a bateriilor
(1) Tehnologie de control inteligentă și capacitate de producție adaptivă
Odată cu aplicarea largă a tehnologiilor emergente, cum ar fi inteligența artificială, big data și cloud computing în sectorul de producție, mașinile de stivuire a bateriilor își accelerează evoluția în direcția controlului inteligent. Viitoarea mașină de stivuire a bateriei va avea un sistem de control inteligent puternic, care poate detecta schimbările în mediul de producție în timp real, caracteristicile materiilor prime și starea de funcționare a echipamentului în sine și va ajusta automat parametrii procesului de stivuire (cum ar fi presiunea). , viteza, pozitie etc.) conform acestor informatii pentru a realiza productia adaptativa. De exemplu, atunci când întâmpinați diferențe ușoare în grosimea foilor cu electrozi pozitivi și negativi în loturi diferite, mașina inteligentă de stivuire poate optimiza automat presiunea de stivuire și compensarea poziției, asigurându-se că calitatea de stivuire a celulei nu este afectată. În același timp, prin învățarea și analiza profundă a unui număr mare de date de producție, mașina inteligentă de stivuire poate, de asemenea, prezice defecțiunile echipamentelor, poate aranja în avans planuri de întreținere și poate îmbunătăți fiabilitatea funcționării și continuitatea producției a echipamentului.
4. Concluzie
Fiind echipament de bază de proces în procesul de producție al bateriilor cu litiu, mașina de stivuire a bateriilor joacă un rol cheie de neînlocuit în îmbunătățirea densității energetice a bateriilor, asigurând consistența calității și îmbunătățind eficiența producției și nivelul de automatizare cu sistemul său de poziționare și transmisie extrem de precis, precis. controlul presiunii și mecanismul de execuție a stivuirii. Tendința de inovare tehnologică către controlul inteligent și producția flexibilă va promova în continuare transformarea și modernizarea industrială a tehnologiei de fabricare a bateriilor cu litiu.
