Litium Batareya Sarma Maşını: Prinsiplər, Əsas Proseslər və Keyfiyyətə Nəzarət Təlimatları

Litium-ion batareyalarının istehsal prosesində adətən prosesi bölmək üçün bir neçə yol var. Proses üç əsas prosesə bölünə bilər: elektrod istehsalı, montaj prosesi və hüceyrə sınağı (aşağıdakı şəkildə göstərildiyi kimi) və onu sarmadan əvvəl və sarımdan sonrakı proseslərə bölən şirkətlər də var və bu demarkasiya nöqtəsi sarma prosesi. Güclü inteqrasiya funksiyasına görə, batareyanın görünüşünü ilkin qəlibləmə edə bilər, buna görə də əsas rol kimi litium-ion batareya istehsalında dolama prosesi açardır, yuvarlanan nüvə tərəfindən istehsal olunan sarma prosesi tez-tez çılpaq adlanır. batareya hüceyrəsi (Jelly-Roll, JR kimi istinad edilir).

Litium-ion Batareyanın İstehsal Prosesi
Litium-ion batareyanın istehsal prosesində nüvənin sarılması prosesi aşağıdakı kimi təsvir edilmişdir. Xüsusi əməliyyat müsbət dirək parçasını, mənfi qütb parçasını və izolyasiya filmini sarma maşınının iynə mexanizmi vasitəsilə birlikdə yuvarlamaqdır və bitişik müsbət və mənfi dirək parçaları qısa qapanmanın qarşısını almaq üçün izolyasiya filmi ilə təcrid olunur. Sarma bitdikdən sonra nüvənin dağılmasının qarşısını almaq üçün bağlayıcı yapışqan kağızı ilə bərkidilir və sonra növbəti prosesə axır. Bu prosesdə əsas odur ki, müsbət və mənfi elektrodlar arasında fiziki təmas olmaması və mənfi elektrod təbəqəsi həm üfüqi, həm də şaquli istiqamətdə müsbət elektrod təbəqəsini tamamilə əhatə edə bilər.

Sarma prosesinin sxematik diaqramı
Nüvənin sarılması prosesində, ümumiyyətlə, iki rulon sancağı əvvəlcədən sarma üçün iki diafraqma qatını sıxır və sonra müsbət və ya mənfi dirək parçasını növbə ilə qidalandırır və dirək parçası sarım üçün iki diafraqma təbəqəsi arasında sıxılır. Nüvənin uzununa istiqamətində diafraqma mənfi diafraqmanı, mənfi diafraqma isə müsbət və mənfi diafraqmalar arasında kontakt qısa qapanmasının qarşısını almaq üçün müsbət diafraqmanı üstələyir.

Sarma iynəsinin sıxma diafraqmasının sxematik diaqramı

Avtomatik sarma maşınının fiziki təsviri

Sarma maşını əsas sarğı prosesini həyata keçirmək üçün əsas avadanlıqdır. Yuxarıdakı diaqrama istinad edərək, onun əsas komponentləri və funksiyaları aşağıdakılardır:

1. Dirək parçalarının təchizatı sistemi: dirək parçalarının sabit təchizatını təmin etmək üçün bələdçi rels boyunca müsbət və mənfi dirək parçalarını müvafiq olaraq AA tərəfi və BB tərəfi arasında diafraqmanın iki qatına çatdırın.
2. Diafraqmanın açılma sistemi: Bu diafraqmaların sarma iynəsinə avtomatik və fasiləsiz təchizatını həyata keçirmək üçün yuxarı və aşağı diafraqmalardan ibarətdir.
3. Gərginliyə nəzarət sistemi: sarma prosesi zamanı diafraqmanın sabit gərginliyinə nəzarət etmək.
4. Sarma və yapışdırma sistemi: dolamadan sonra özəkləri yapışdırmaq və bərkitmək üçün.
5. Boşaltma konveyer sistemi: Özəkləri iynələrdən avtomatik olaraq sökün və onları avtomatik konveyer kəmərinə buraxın.
6. Ayaq açarı: Anormal vəziyyət olmadıqda, sarımın normal işləməsinə nəzarət etmək üçün ayaq açarına addımlayın.
7. İnsan-kompüter qarşılıqlı əlaqə interfeysi: parametrlərin təyin edilməsi, əl ilə ayıklama, həyəcan siqnalları və digər funksiyalarla.

Sarma prosesinin yuxarıdakı təhlilindən görünür ki, elektrik nüvəsinin sarımında iki qaçılmaz əlaqə var: iynəni itələmək və iynəni çəkmək.
İğnə prosesini itələyin: iki rulon iynə iynə silindrinin itələmə təsiri altında diafraqmanın hər iki tərəfindən uzanır, qola daxil edilmiş iynə silindrinin birləşməsindən əmələ gələn iki rulon iynə, iynə rulonları. diafraqmanı sıxmaq üçün yaxın, eyni zamanda, iynələrin iki rulonu əsas dolamanın nüvəsi kimi əsasən simmetrik bir forma yaratmaq üçün birləşir.

İğnənin itələmə prosesinin sxematik diaqramı

İğnə vurma prosesi: əsas sarğı tamamlandıqdan sonra iki iynə iynə nasos silindrinin təsiri altında geri çəkilir, iynə silindri qoldan çıxarılır, iynə cihazındakı top yayın təsiri altında iynəni bağlayır, və iki iynə əks istiqamətdə qıvrılır və iynə ilə nüvənin daxili səthi arasında müəyyən bir boşluq yaratmaq üçün iynənin sərbəst ucunun ölçüsü azaldılır və iynə tutma qoluna nisbətən geri çəkildikdə, iynələr və iynələr nüvəni rəvan şəkildə ayırmaq olar.

İğnənin çıxarılması prosesinin sxematik diaqramı

Yuxarıdakı iynəni itələmək və çıxarmaq prosesində "iynə" iynəyə aiddir, sarma maşınının əsas komponenti kimi, sarım sürətinə və nüvənin keyfiyyətinə əhəmiyyətli dərəcədə təsir göstərir. Hal-hazırda sarma maşınlarının əksəriyyətində dairəvi, oval və yastı almaz formalı iynələrdən istifadə olunur. Dəyirmi və oval iynələr üçün, müəyyən bir qövsün mövcudluğuna görə, nüvənin qütb qulağının deformasiyasına, sonrakı sıxılma prosesində, həm də daxili qırışlara və nüvənin deformasiyasına səbəb olmaq asan olacaq. Yastı almaz formalı iynələrə gəldikdə, uzun və qısa oxlar arasında böyük ölçü fərqinə görə, dirək parçasının və diafraqmanın gərginliyi əhəmiyyətli dərəcədə dəyişir, sürücü mühərrikinin dəyişkən sürətlə küləklənməsini tələb edir, bu da prosesi idarə etməyi çətinləşdirir, və dolama sürəti adətən aşağı olur.

Ümumi dolama iynələrinin sxematik diaqramı

Nümunə olaraq ən mürəkkəb və ümumi düz almaz formalı iynəni götürək, onun dolama və fırlanma prosesində müsbət və mənfi dirək parçaları və diafraqma həmişə B, C, D, E, F-nin altı künc nöqtəsi ətrafında sarılır. və dəstək nöqtəsi kimi G.

Düz almaz formalı dolama iynəsinin fırlanmasının sxematik diaqramı

Buna görə də, sarma prosesini radius kimi OB, OC, OD, OE, OF, OG ilə seqmental sarğıya bölmək olar və yalnız θ0, θ1, θ2, θ3, θ4, θ5, θ6 və θ7, dolama iynəsinin siklik fırlanma prosesini tam kəmiyyətcə təsvir etmək üçün.

İğnənin fırlanmasının müxtəlif bucaqlarının sxematik diaqramı

Triqonometrik əlaqəyə əsaslanaraq müvafiq əlaqə çıxarıla bilər.

Yuxarıdakı tənlikdən asanlıqla görmək olar ki, dolama iynəsi sabit bucaq sürətində sarıldıqda, sarımın xətti sürəti və iynənin dayaq nöqtəsi ilə müsbət və mənfi qütb parçaları və diafraqma arasında əmələ gələn bucaq. seqmentləşdirilmiş funksiya əlaqəsində. İkisi arasındakı görüntü əlaqəsi Matlab tərəfindən aşağıdakı kimi simulyasiya edilir:

Müxtəlif açılarda dolama sürətinin dəyişməsi

Şəkildəki düz almaz formalı iynənin sarım prosesində maksimum xətti sürətin minimum xətti sürətə nisbətinin 10 dəfədən çox ola biləcəyi intuitiv şəkildə aydındır. Xətt sürətində belə böyük dəyişiklik müsbət və mənfi elektrodların və diafraqmanın gərginliyində böyük dalğalanmalara səbəb olacaq ki, bu da sarım gərginliyindəki dalğalanmaların əsas səbəbidir. Həddindən artıq gərginlik dalğalanması, sarma prosesində diafraqmanın uzanmasına, sarımdan sonra diafraqmanın büzülməsinə və nüvəyə basıldıqdan sonra nüvənin içərisində künclərdə kiçik təbəqə aralığına səbəb ola bilər. Doldurma prosesində, dirək parçasının genişlənməsi nüvənin eni istiqamətində gərginliyin cəmləşməməsinə səbəb olur, nəticədə əyilmə anına səbəb olur, nəticədə dirək parçasının təhrif edilməsinə səbəb olur və hazırlanmış litium batareya sonda görünür "S. "deformasiya.

"S" deformasiya olunmuş nüvənin CT şəkli və sökülmə diaqramı

Hal-hazırda, dolama iynəsinin formasından yaranan zəif nüvə keyfiyyəti (əsasən deformasiya) problemini həll etmək üçün adətən iki üsuldan istifadə olunur: dəyişən gərginlikli sarma və dəyişən sürətli sarğı.

1. Dəyişən gərginlikli sarma: Nümunə olaraq silindrik batareyanı götürün, sabit bucaq sürəti altında xətti sürət dolama təbəqələrinin sayı ilə artır və bu da gərginliyin artmasına səbəb olur. Dəyişən gərginlikli sarma, yəni gərginliyə nəzarət sistemi vasitəsilə, beləliklə, qütb parçasına və ya diafraqmaya tətbiq olunan gərginlik, dolama təbəqələrinin sayının artması və xətti azalma ilə sabit fırlanma sürəti halında, lakin yenə də ola bilər. sabit saxlamaq üçün mümkün qədər gərginliyin bütün sarma prosesini edin. Çox sayda dəyişən gərginlikli sarğı təcrübələri aşağıdakı nəticələrə gətirib çıxardı:
a. Sarma gərginliyi nə qədər kiçik olsa, nüvənin deformasiyasına yaxşılaşdırıcı təsir bir o qədər yaxşı olar.
b. Sabit sürətlə sarma zamanı, nüvənin diametri artdıqca, sabit gərginlikli sarma ilə müqayisədə daha az deformasiya riski ilə gərginlik xətti azalır.
2. Dəyişən sürətli sarma: Nümunə olaraq kvadrat hüceyrə götürün, adətən düz almaz formalı dolama iynəsi istifadə olunur. İğnə sabit bir açısal sürətlə sarıldığında, xətti sürət əhəmiyyətli dərəcədə dəyişir, nəticədə nüvənin künclərində təbəqə aralığında böyük fərqlər yaranır. Bu zaman xətti sürətə ehtiyac, fırlanma sürətinin dəyişmə qanununun tərs çıxımını dəyişir, yəni xətti sürət dalğalanmalarının dolama prosesini kiçik kimi həyata keçirmək üçün bucaq dəyişməsi və dəyişməsi ilə fırlanma sürətinin sarılması. mümkün qədər kiçik amplituda dəyəri diapazonunda gərginliyin dəyişməsini təmin etmək üçün.

Bir sözlə, dolama iynəsinin forması dirək qulağının düzlüyünə (əsas məhsuldarlığı və elektrik performansı), sarım sürətinə (məhsuldarlıq), nüvənin daxili gərginliyinin vahidliyinə (görünüşün deformasiya problemləri) və s. Silindrik batareyalar üçün adətən dəyirmi iynələr istifadə olunur; kvadrat akkumulyatorlar üçün adətən elliptik və ya düz rombvari iynələrdən istifadə olunur (bəzi hallarda dəyirmi iynələr də kvadrat nüvə yaratmaq üçün nüvəni küləyin və düzəltmək üçün istifadə edilə bilər). Bundan əlavə, çoxlu eksperimental məlumatlar göstərir ki, nüvələrin keyfiyyəti son batareyanın elektrokimyəvi göstəricilərinə və təhlükəsizlik göstəricilərinə mühüm təsir göstərir.

Buna əsaslanaraq, keyfiyyət tələblərinə cavab verən litium batareyaları istehsal etmək üçün sarım prosesində mümkün qədər düzgün olmayan əməliyyatlardan qaçınmaq ümidi ilə litium batareyalarının sarılması prosesində bəzi əsas narahatlıqları və ehtiyat tədbirlərini sıraladıq.

Əsas qüsurları vizuallaşdırmaq üçün, nüvəni müalicə etmək üçün AB yapışqanlı epoksi qatranına batırmaq olar, sonra kəsiyi kəsib zımpara ilə cilalamaq olar. Nüvənin daxili qüsur xəritəsini əldə etmək üçün hazırlanmış nümunələri mikroskop və ya skan edən elektron mikroskop altında müşahidə etmək yaxşıdır.

Nüvənin daxili qüsur xəritəsi
(a) Şəkil açıq-aşkar daxili qüsurları olmayan ixtisaslı bir nüvəni göstərir.
(b) Şəkildə, dirək parçası açıq şəkildə bükülmüş və deformasiya edilmişdir, bu, sarım gərginliyi ilə əlaqəli ola bilər, gərginlik dirək parçasının qırışlarına səbəb olmaq üçün çox böyükdür və bu cür qüsurlar batareya interfeysini pisləşdirəcək və litium batareyanın işini pisləşdirən yağış.
(c) Şəkildəki elektrod və diafraqma arasında yad maddə var. Bu qüsur ciddi öz-özünə boşalmaya səbəb ola bilər və hətta təhlükəsizlik problemlərinə səbəb ola bilər, lakin adətən Hi-pot testində aşkar edilə bilər.
(d) Şəkildəki elektrod mənfi və müsbət qüsur modelinə malikdir və bu, aşağı tutuma və ya litium yağıntısına səbəb ola bilər.
(e) Şəkildəki elektrodun içərisinə toz qarışıb və bu, batareyanın öz-özünə boşalmasının artmasına səbəb ola bilər.

Bundan əlavə, nüvənin içərisində olan qüsurlar, həmçinin ümumi istifadə edilən rentgen və CT testləri kimi dağıdıcı olmayan sınaqlarla da xarakterizə edilə bilər. Aşağıda bəzi ümumi əsas proses qüsurlarına qısa giriş verilmişdir:

1. Qütb parçasının zəif əhatə dairəsi: yerli mənfi dirək parçası müsbət dirək parçası ilə tam örtülmür, bu da batareyanın deformasiyasına və litium yağıntısına səbəb ola bilər və potensial təhlükəsizlik təhlükələri ilə nəticələnə bilər.

2. Dirək parçasının deformasiyası: dirək parçası ekstruziya nəticəsində deformasiyaya uğrayır, bu da daxili qısaqapanmaya səbəb ola bilər və ciddi təhlükəsizlik problemləri yarada bilər.

Qeyd edək ki, 2017-ci ildə sensasiyalı samsung note7 cib telefonu partlaması hadisəsi, araşdırmanın nəticəsi akkumulyatorun içindəki mənfi elektrodun sıxılması nəticəsində daxili qısaqapanmaya səbəb olub, beləliklə batareyanın partlamasına səbəb olub, qəza samsung elektronikasına səbəb olub. 6 milyard dollardan çox itki verdi.

3. Metal yad cisim: metal yad cisim litium-ion batareya qatilinin performansıdır, pastadan, avadanlıqdan və ya ətraf mühitdən gələ bilər. Metal yad cismin daha böyük hissəcikləri birbaşa fiziki qısaqapanmaya səbəb ola bilər və metal yad cisim müsbət elektroda qarışdıqda o, oksidləşəcək və sonra mənfi elektrodun səthinə çökəcək, diafraqmanı deşəcək və nəticədə daxili qapanmaya səbəb olacaq. ciddi təhlükəsizlik təhlükəsi yaradan batareyada qısa qapanma. Ümumi metal xarici maddələr Fe, Cu, Zn, Sn və s.

Litium batareya sarma maşını, davamlı fırlanma ilə müsbət elektrod təbəqəsini, mənfi elektrod təbəqəsini və diafraqmanı bir nüvə paketinə (JR: JellyRoll) yığmaq üçün bir növ avadanlıq olan litium batareya hüceyrələrinin sarılması üçün istifadə olunur. Yerli sarma istehsalı avadanlığı 2006-cı ildə yarı avtomatik yuvarlaq, yarı avtomatik kvadrat sarma, avtomatlaşdırılmış film istehsalından başlamış və sonra birləşdirilmiş avtomatlaşdırma, film sarma maşını, lazer kəsici sarma maşını, anod davamlı sarma maşını, diafraqma davamlı sarğı kimi inkişaf etmişdir. maşın və s.

Burada xüsusilə Yixinfeng lazer kəsici sarğı və itələmə düz maşını tövsiyə edirik. Bu maşın qabaqcıl lazer kəsmə texnologiyasını, səmərəli sarma prosesini və litium batareyanın istehsal səmərəliliyini və keyfiyyətini əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdıra bilən dəqiq itələmə funksiyasını birləşdirir. Aşağıdakı əhəmiyyətli üstünlüklərə malikdir:


1. Yüksək dəqiqliklə kəsmə: Dirək parçasının və diafraqmanın dəqiq ölçüsünü təmin edin, material tullantılarını azaldın və batareyanın tutarlılığını yaxşılaşdırın.
2. Stabil sarma: Optimallaşdırılmış sarma mexanizmi və idarəetmə sistemi sıx və sabit nüvə strukturunu təmin edir, daxili müqaviməti azaldır və batareyanın işini yaxşılaşdırır.
3. Yüksək effektli hamarlama: Unikal hamarlama dizaynı nüvələrin səthini düz edir, qeyri-bərabər daxili gərginliyi azaldır və batareyanın ömrünü uzadır.
4. Ağıllı idarəetmə: Qabaqcıl insan-kompüter qarşılıqlı interfeysi ilə təchiz edilmiş, dəqiq parametrlərin təyin edilməsi və real vaxt rejimində monitorinq, asan əməliyyat və asan texniki xidmət həyata keçirir.
5. Geniş uyğunluq diapazonu: o, həmçinin müxtəlif istehsal ehtiyaclarınızı ödəmək üçün 18, 21, 32, 46, 50, 60 batareya hüceyrələrinin bütün modellərini edə bilər.

Litium - İon Batareya Avadanlığı
Litium batareya istehsalı üçün daha yüksək keyfiyyət və səmərəlilik gətirmək üçün Yixinfeng lazer kəsmə, sarma və itələmə maşınını seçin!