Lithium Battery Winding Machine: Mga Prinsipyo, Pangunang Proseso ug Mga Giya sa Pagkontrol sa Kalidad

Sa proseso sa paghimo sa mga baterya sa lithium-ion, kasagaran adunay daghang mga paagi aron mabahin ang proseso. Ang proseso mahimong bahinon ngadto sa tulo ka dagkong mga proseso: electrode manufacturing, assembly process ug cell testing (sama sa gipakita sa hulagway sa ubos), ug adunay mga kompanya usab nga nagbahin niini ngadto sa pre-winding ug post-winding nga mga proseso, ug kini nga demarcation point mao ang ang proseso sa pagtuyok. Tungod sa lig-on nga integration function, makahimo sa pagpakita sa baterya nga inisyal nga paghulma, mao nga ang winding nga proseso sa lithium-ion battery manufacturing isip usa ka importante nga papel, mao ang yawe, ang winding nga proseso nga gihimo sa rolled core sagad gitawag nga hubo. battery cell (Jelly-Roll, gitawag nga JR).

Proseso sa Paggama sa Lithium-ion nga Baterya
Sa proseso sa paggama sa baterya sa lithium-ion, ang proseso sa paglikos sa kinauyokan gihulagway ingon sa mosunod. Ang espesipikong operasyon mao ang pag-roll sa positibo nga poste nga piraso, negatibo nga poste nga piraso ug isolation film nga magkauban pinaagi sa winding machine's needle mechanism, ug ang kasikbit nga positibo ug negatibo nga poste nga mga piraso gilain sa isolation film aron malikayan ang short circuit. Human mahuman ang winding, ang kinauyokan giayo sa panapos nga papilit nga papel aron mapugngan ang kinauyokan nga mabungkag, ug dayon moagos ngadto sa sunod nga proseso. Sa kini nga proseso, ang yawe mao ang pagsiguro nga wala’y pisikal nga kontak tali sa positibo ug negatibo nga mga electrodes, ug nga ang negatibo nga sheet sa elektrod mahimong hingpit nga matabonan ang positibo nga sheet sa elektrod sa parehas nga pinahigda ug bertikal nga direksyon.

Schematic diagram sa proseso sa winding
Sa proseso sa winding sa kinauyokan, kasagaran duha ka roll pin clamp duha ka lut-od sa diaphragm alang sa pre-winding, ug dayon pakan-a ang positibo o negatibo nga poste piraso sa turn, ug ang poste piraso clamped sa taliwala sa duha ka mga sapaw sa diaphragm alang sa winding. Sa longhitudinal nga direksyon sa kinauyokan, ang diaphragm milapas sa negatibo nga diaphragm, ug ang negatibo nga diaphragm milapas sa positibo nga diaphragm, aron sa paglikay sa kontak short circuit tali sa positibo ug negatibo nga diaphragm.

Schematic diagram sa winding needle clamping diaphragm

Pisikal nga drowing sa automatic winding machine

Ang winding machine mao ang yawe nga kagamitan aron maamgohan ang core winding process. Naghisgot sa dayagram sa ibabaw, ang mga nag-unang sangkap ug gimbuhaton niini mao ang mga musunud:

1. Sistema sa suplay sa piraso sa poste: ipahayag ang positibo ug negatibo nga mga piraso sa poste sa daplin sa giya nga riles ngadto sa duha ka mga lut-od sa diaphragm tali sa AA nga kilid ug BB nga kilid matag usa aron maseguro ang lig-on nga suplay sa mga piraso sa poste.
2. Diaphragm unwinding system: Naglakip kini sa ibabaw ug ubos nga diaphragms aron makaamgo sa awtomatik ug padayon nga suplay sa diaphragms ngadto sa winding needle.
3. Sistema sa pagkontrol sa tensiyon: aron makontrol ang kanunay nga tensyon sa diaphragm sa panahon sa proseso sa paglikoliko.
4. Winding ug gluing system: alang sa gluing ug pag-ayo sa mga cores human sa winding.
5. Pagdiskarga sa conveyor system: Awtomatikong bungkagon ang mga cores gikan sa mga dagom ug ihulog kini ngadto sa automatic conveyor belt.
6. Foot switch: Kung walay abnormal nga kondisyon, lakang sa foot switch aron makontrol ang normal nga operasyon sa winding.
7. Interaksyon sa tawo-computer nga interface: nga adunay setting sa parameter, manual debugging, alarm prompt ug uban pang mga gimbuhaton.

Gikan sa pag-analisar sa ibabaw sa proseso sa winding, makita nga ang winding sa electric core adunay duha ka dili malikayan nga mga link: pagduso sa dagom ug pagbira sa dagom.
Iduso ang proseso sa dagom: ang duha ka rolyo sa mga dagom gipalapad ubos sa aksyon sa pagduso sa silindro sa dagom, pinaagi sa duha ka kilid sa diaphragm, ang duha ka rolyo sa mga dagom nga naporma pinaagi sa kombinasyon sa silindro sa dagom nga gisal-ut sa manggas, ang mga rolyo sa mga dagom. duol sa clamp sa diaphragm, sa samang higayon, ang duha ka rolyo sa dagom iusa sa pagporma sa usa ka batakan simetriko porma, ingon nga ang kinauyokan sa kinauyokan winding.

Schematic diagram sa proseso sa pagduso sa dagom

Proseso sa pumping sa dagum: pagkahuman makompleto ang core winding, ang duha ka dagom gibawi sa ilawom sa aksyon sa silindro nga pumping sa dagum, ang silindro sa dagum gikuha gikan sa manggas, ang bola sa aparato sa dagum nagsira sa dagum sa ilawom sa aksyon sa tingpamulak, ug ang duha ka dagom giligid sa magkaatbang nga mga direksyon, ug ang gidak-on sa libre nga tumoy sa dagom gipakunhod aron maporma ang usa ka piho nga gintang tali sa dagum ug sa sulud sa sulud sa sulud, ug uban ang dagum nga gibawi nga may kalabotan sa pagpabilin nga bukton, ang mga dagom ug ang kinauyokan mahimong hapsay nga mabulag.

Schematic diagram sa proseso sa pagkuha sa dagom

Ang "dagom" sa proseso sa pagduso ug pagbira sa dagom sa ibabaw nagtumong sa dagom, nga, isip kinauyokan nga bahin sa winding machine, adunay dakong epekto sa winding speed ug sa kalidad sa core. Sa pagkakaron, kadaghanan sa mga winding machine naggamit ug lingin, oval ug patag nga pormag diamante nga dagom. Kay lingin ug oval dagom, tungod sa iyang paglungtad sa usa ka piho nga arko, modala ngadto sa deformation sa poste dalunggan sa kinauyokan, sa sunod-sunod nga proseso sa core dinalian, apan usab sayon ​​nga hinungdan sa internal wrinkling ug deformation sa kinauyokan. Sama sa alang sa patag nga porma nga diamante nga dagom, tungod sa dako nga gidak-on nga kalainan tali sa taas ug mugbo nga mga wasay, ang tensyon sa poste nga piraso ug diaphragm magkalahi kaayo, nga nagkinahanglan sa drive motor sa hangin sa lain-laing mga katulin, nga naghimo sa proseso nga lisud nga kontrolon, ug ang winding speed kasagaran ubos.

Schematic diagram sa komon nga winding needles

Dad-a ang labing komplikado ug komon nga patag nga pormag diamante nga dagom isip usa ka panig-ingnan, sa proseso sa paglikos ug pagtuyok niini, ang positibo ug negatibo nga mga piraso sa poste ug diaphragm kanunay nga giputos sa unom ka eskina nga mga punto sa B, C, D, E, F ug G isip support point.

Schematic diagram sa flat-shaped nga diamante nga winding needle rotation

Busa, ang proseso sa winding mahimong bahinon ngadto sa segmental winding nga adunay OB, OC, OD, OE, OF, OG isip radius, ug kinahanglan lamang nga analisahon ang pagbag-o sa tulin sa linya sa pito ka angular ranges tali sa θ0, θ1, θ2, θ3, θ4, θ5, θ6, ug θ7, aron hingpit nga mahulagway ang cyclic rotation process sa winding needle.

Schematic diagram sa lain-laing mga anggulo sa dagom rotation

Base sa trigonometriko nga relasyon, ang katugbang nga relasyon mahimong makuha.

Gikan sa ibabaw nga equation, sayon ​​​​nga makita nga kung ang winding needle gisamad sa usa ka kanunay nga angular velocity, ang linear velocity sa winding ug ang anggulo nga naporma tali sa suporta nga punto sa dagom ug sa positibo ug negatibo nga mga piraso sa poste ug ang diaphragm sa usa ka segmented function nga relasyon. Ang relasyon sa imahe tali sa duha gi-simulate sa Matlab sama sa mosunod:

Mga pagbag-o sa gikusgon sa winding sa lain-laing mga anggulo

Kini mao ang intuitively dayag nga ang ratio sa maximum linear velocity ngadto sa minimum linear velocity sa winding proseso sa patag nga diamante-shaped dagom sa numero mahimong labaw pa kay sa 10 ka beses. Ang ingon ka dako nga pagbag-o sa katulin sa linya magdala ug daghang pag-usab-usab sa tensyon sa positibo ug negatibo nga mga electrodes ug ang diaphragm, nga mao ang panguna nga hinungdan sa pag-usab-usab sa tensiyon sa paglikoliko. Ang sobra nga pag-usab-usab sa tensiyon mahimong mosangpot sa pag-inat sa diaphragm sa panahon sa proseso sa pag-winding, pag-us-os sa diaphragm human sa winding, ug gamay nga gilay-on nga layer sa mga suok sa sulod sa core human sa pagpindot sa core. Sa proseso sa pag-charge, ang pagpalapad sa piraso sa poste hinungdan sa tensiyon sa direksyon sa gilapdon sa kinauyokan dili gikonsentrar, nga miresulta sa usa ka bending moment, nga miresulta sa pagtuis sa poste nga piraso, ug ang giandam nga lithium nga baterya sa katapusan makita "S "pagbag-o.

CT image ug disassembly diagram sa "S" deformed core

Sa pagkakaron, aron masulbad ang problema sa dili maayo nga kalidad sa kinauyokan (panguna nga deformation) tungod sa porma sa winding needle, duha ka pamaagi ang kasagarang gigamit: variable tension winding ug variable speed winding.

1. Variable tension winding: Dad-a ang cylindrical nga baterya isip usa ka pananglitan, ubos sa kanunay nga angular velocity, ang linear velocity nagdugang sa gidaghanon sa winding layers, nga mosangpot sa pagtaas sa tension. Variable tension winding, nga mao, pinaagi sa tension control system, aron ang tension magamit sa poste nga piraso o diaphragm nga adunay pagtaas sa gidaghanon sa winding layer ug linear reduction, aron sa kaso sa kanunay nga rotational speed, apan mahimo gihapon paghimo sa tibuok nga winding proseso sa tension kutob sa mahimo aron sa pagpadayon sa usa ka makanunayon. Usa ka dako nga gidaghanon sa mga variable tension winding nga mga eksperimento nagdala ngadto sa mosunod nga mga konklusyon:
a. Ang mas gamay nga winding tension, mas maayo ang pag-uswag nga epekto sa core deformation.
b. Atol sa kanunay nga speed winding, ingon nga ang core diametro pagtaas, ang tension mikunhod linearly uban sa usa ka ubos nga risgo sa deformation kay sa kanunay tension winding.
2. Variable speed winding: Dad-a ang square cell isip usa ka pananglitan, usa ka flat nga porma nga diamante nga winding needle kasagarang gigamit. Sa diha nga ang dagom gisamdan sa usa ka kanunay nga angular nga tulin, ang linear nga tulin nag-usab-usab sa kamahinungdanon, nga miresulta sa dako nga mga kalainan sa gilay-on sa layer sa mga kanto sa kinauyokan. Niini nga panahon, ang panginahanglan alang sa linear speed nag-usab sa reverse deduction sa balaod sa pagbag-o sa rotational speed, nga mao, ang winding sa rotational speed uban sa anggulo kausaban ug kausaban, aron makaamgo sa winding proseso sa linear speed pag-usab-usab ingon nga gamay. kutob sa mahimo, aron sa pagsiguro nga ang tension pag-usab-usab sa han-ay sa gamay nga amplitude bili.

Sa laktud, ang porma sa winding needle mahimong makaapekto sa flatness sa pole ear (core yield ug electrical performance), winding speed (productivity), core internal stress uniformity (appearance deformation problems) ug uban pa. Alang sa mga cylindrical nga baterya, kasagarang gigamit ang mga lingin nga dagom; para sa square batteries, kasagarang gigamit ang elliptical o flat rhombic needles (sa pipila ka kaso, ang round needles mahimo usab nga gamiton sa pagpahangin ug pag-flat sa core aron maporma ang square core). Dugang pa, ang usa ka dako nga gidaghanon sa mga eksperimento data nagpakita nga ang kalidad sa mga core adunay usa ka importante nga epekto sa electrochemical performance ug kaluwasan performance sa katapusan nga battery.

Pinasukad niini, among gihan-ay ang pipila ka hinungdanon nga mga kabalaka ug pag-amping sa proseso sa paglikoliko sa mga baterya sa lithium, sa paglaum nga malikayan ang dili husto nga mga operasyon sa proseso sa paglikos kutob sa mahimo, aron mahimo ang mga baterya sa lithium nga nagtagbo sa mga kinahanglanon sa kalidad.

Aron mahanduraw ang kinauyokan nga mga depekto, ang kinauyokan mahimong ituslob sa AB glue epoxy resin para sa pag-ayo, ug unya ang cross-section mahimong putlon ug pasinaw gamit ang sandpaper. Labing maayo ang pag-obserbar sa giandam nga mga sampol sa ilawom sa usa ka mikroskopyo o pag-scan sa mikroskopyo sa elektron, aron makuha ang internal nga depekto nga mapa sa kinauyokan.

Internal nga depekto nga mapa sa kinauyokan
(a) Ang numero nagpakita sa usa ka kwalipikado nga kinauyokan nga walay klaro nga internal nga mga depekto.
(b) Sa numero, ang piraso sa poste dayag nga natuis ug nabag-o, nga mahimo’g adunay kalabotan sa pagkupot sa tensyon, ang tensyon labi ka dako nga hinungdan sa mga wrinkles sa piraso sa poste, ug kini nga matang sa mga depekto maghimo sa interface sa baterya nga makadaot ug lithium ulan, nga makadaut sa performance sa baterya.
(c) Adunay usa ka langyaw nga substansiya tali sa electrode ug sa diaphragm sa numero. Kini nga depekto mahimong mosangpot sa seryoso nga pag-discharge sa kaugalingon ug gani hinungdan sa mga problema sa kaluwasan, apan kini kasagarang mamatikdan sa Hi-pot test.
(d) Ang electrode sa numero adunay negatibo ug positibo nga depekto nga sumbanan, nga mahimong mosangpot sa ubos nga kapasidad o lithium precipitation.
(e) Ang electrode sa numero adunay abog nga gisagol sa sulod, nga mahimong mosangput sa pagdugang sa kaugalingon nga pag-discharge sa baterya.

Dugang pa, ang mga depekto sa sulod sa kinauyokan mahimo usab nga mailhan pinaagi sa dili makadaot nga pagsulay, sama sa sagad nga gigamit nga X-ray ug CT nga pagsulay. Ang mosunud usa ka mubo nga pasiuna sa pipila nga kasagarang mga depekto sa core process:

1. Dili maayo nga pagsakup sa piraso sa poste: ang lokal nga negatibo nga piraso sa poste dili hingpit nga gitabonan sa positibo nga piraso sa poste, nga mahimong mosangpot sa deformation sa baterya ug pag-ulan sa lithium, nga moresulta sa potensyal nga peligro sa kaluwasan.

2. Deformation sa pole piece: ang pole piece deformed pinaagi sa extrusion, nga mahimong mag-trigger sa internal short circuit ug magdala og seryoso nga mga problema sa kaluwasan.

Angayan nga hisgutan nga sa 2017, ang sensational samsung note7 nga kaso sa pagbuto sa cell phone, ang resulta sa imbestigasyon tungod sa negatibo nga electrode sa sulod sa baterya nga gipiit nga hinungdan sa usa ka internal nga short circuit, mao nga hinungdan sa pagbuto sa baterya, ang aksidente hinungdan sa samsung electronics. pagkawala sa labaw sa 6 bilyon dolyares.

3. Metal nga langyaw nga butang: metal langyaw nga butang mao ang performance sa lithium-ion battery killer, mahimong gikan sa paste, ekipo o sa palibot. Ang mas dagkong mga partikulo sa metal nga langyaw nga butang mahimong direkta nga hinungdan sa usa ka pisikal nga mubo nga sirkito, ug kung ang metal nga langyaw nga butang isagol sa positibo nga elektrod, kini ma-oxidized ug dayon ideposito sa nawong sa negatibo nga electrode, pagtusok sa diaphragm, ug sa katapusan hinungdan sa usa ka internal. mubo nga sirkito sa baterya, nga naghatag ug seryoso nga peligro sa kaluwasan. Ang kasagarang metal nga langyaw nga butang mao ang Fe, Cu, Zn, Sn ug uban pa.

Lithium battery winding machine gigamit alang sa winding lithium battery cell, nga mao ang usa ka matang sa mga ekipo alang sa assembling positibo electrode sheet, negatibo nga electrode sheet ug diaphragm ngadto sa usa ka core pack (JR: JellyRoll) pinaagi sa padayon nga rotation. Domestic winding manufacturing equipment nagsugod niadtong 2006, gikan sa semi-awtomatikong round, semi-awtomatikong square winding, automated film production, ug unya naugmad ngadto sa hiniusa nga automation, film winding machine, laser die-cutting winding machine, anode padayon nga winding machine, diaphragm padayon nga winding makina, ug uban pa.

Dinhi, labi namong girekomenda ang Yixinfeng laser die-cutting winding ug pushing flat machine. Kini nga makina naghiusa sa advanced laser die-cutting technology, episyente nga winding process ug tukma nga pagduso nga function, nga makapauswag pag-ayo sa production efficiency ug kalidad sa lithium battery. Kini adunay sa mosunod nga mahinungdanon nga mga bentaha:


1. High-precision die-cutting: Siguroha ang tukma nga gidak-on sa poste nga piraso ug diaphragm, pagpakunhod sa materyal nga basura ug pagpalambo sa pagkamakanunayon sa baterya.
2. Stable winding: Ang optimized winding mechanism ug control system nagsiguro sa hugot ug stable nga core structure, makapakunhod sa internal nga pagsukol ug makapauswag sa performance sa baterya.
3. High-efficiency leveling: Ang talagsaon nga leveling design naghimo sa nawong sa mga cores nga patag, nagpamenos sa dili patas nga internal nga stress, ug nagpalugway sa battery life.
4. Intelligent control: Gisangkapan sa abante nga interface sa interaksyon sa tawo-computer, nakaamgo kini sa tukma nga setting sa parameter ug real-time nga pag-monitor, sayon ​​nga operasyon ug sayon ​​nga pagmentinar.
5. Malapad nga pagkaangay: mahimo usab kini 18, 21, 32, 46, 50, 60 tanan nga mga modelo sa mga selula sa baterya, aron matubag ang imong lainlaing mga panginahanglanon sa produksiyon.

Lithium - Ion Battery Equipment
Pilia ang Yixinfeng laser die-cutting, winding ug pushing machine aron madala ang mas taas nga kalidad ug kahusayan para sa imong produksyon sa lithium battery!