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鋰離子電池高效率Z型疊片機

鉅大LARGE  |  點擊量:1600次  |  2019年10月28日  

作者:mikoWoo LIBLife


圖2是Z型疊片的過程示意圖。


步驟一,隔膜在疊片臺上由夾具和夾輥固定展平,機械手抓取正極片并放置在疊片臺上;步驟二,隔膜左移折疊,再展平固定后,機械手抓取負極片并放置在疊片臺。如此反復(fù),最后完成電芯組裝。


因此,電芯是由許多個負極—隔膜—正極單元(ESC)組成的,每個單元的組裝時間可以分解為正極抓取-放置,隔膜移動折疊,負極抓取-放置三個部分,如圖3所示。假設(shè)純電動汽車電池容量為50Ah,由37片極片組成,目前工業(yè)上每次極片抓取-放置時間為1.8-2.5s,一個單體電池疊片共需要80s。


要提高疊片效率,第一個方法就是提高疊片的整體平均速度。如圖4所示,例如增加極片抓取-放置動作的加速度,減速度,移動速度;隔膜左右移動速度等。但是,機械系統(tǒng)速度太快會損傷極片表面,極片放置精度也會降低。如圖4所示方法提高送料平均速度,50Ah電池組裝時間由80s縮減到了51s。第二個方法是科學合理設(shè)計機械部件,減少機械手的運動距離,但是通過機械結(jié)構(gòu)設(shè)計降低運動距離的能力有限。


卷繞組裝工藝沒有離散的極片抓取-放置動作,整個過程是連續(xù)性的,生產(chǎn)效率比較高。作者參照卷繞工藝過程(圖5所示),設(shè)計了高效率的z型疊片機,具體結(jié)構(gòu)示意圖如圖6所示。極片參照卷繞工藝通過傳送帶連續(xù)性送入疊片位,以隔膜速度為依據(jù),使極片送料速度匹配疊片,保證正負極送料速度不會出現(xiàn)零的情況將疊片離散型工藝轉(zhuǎn)變成連續(xù)型工藝,極片疊片方式如圖7所示。采用這種疊片工藝,前文所述50Ah電池組裝時間由80s縮短到22s,生產(chǎn)效率大大提高。


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