Litiumakun käämityskone: periaatteet, keskeiset prosessit ja laadunvalvontaohjeet

Litiumioniakkujen valmistusprosessissa on yleensä useita tapoja jakaa prosessi. Prosessi voidaan jakaa kolmeen pääprosessiin: elektrodien valmistus, kokoonpanoprosessi ja kennotestaus (kuten alla olevasta kuvasta näkyy), ja on myös yrityksiä, jotka jakavat sen esikäämitys- ja jälkikäämitysprosesseihin, ja tämä rajauskohta on käämitysprosessi. Vahvan integrointitoiminnon ansiosta se voi tehdä akun ulkonäön alustavan muovauksen, joten käämitysprosessi litiumioniakun valmistuksessa keskeisenä roolina on avain, valssatun ytimen tuottamaa käämitysprosessia kutsutaan usein paljaaksi. akkukenno (Jelly-Roll, jota kutsutaan nimellä JR).

Litiumioniakkujen valmistusprosessi
Litiumioniakun valmistusprosessissa sydämen käämitysprosessi on kuvattu seuraavasti. Tarkoituksena on rullata positiivinen napakappale, negatiivinen napakappale ja eristyskalvo yhteen kelauskoneen neulamekanismin läpi, ja viereiset positiiviset ja negatiiviset napakappaleet eristetään eristyskalvolla oikosulun estämiseksi. Rullauksen päätyttyä ydin kiinnitetään sulkevalla liimapaperilla estämään hylsyn hajoaminen ja virtaa sitten seuraavaan prosessiin. Tässä prosessissa avain on varmistaa, että positiivisen ja negatiivisen elektrodin välillä ei ole fyysistä kosketusta ja että negatiivinen elektrodilevy voi peittää positiivisen elektrodin levyn kokonaan sekä vaaka- että pystysuunnassa.

Kaavio käämitysprosessista
Ytimen käämitysprosessissa yleensä kaksi rullatappia puristaa kaksi kerrosta kalvoa esikäämitystä varten ja syöttää sitten positiivisen tai negatiivisen napakappaleen vuorotellen, ja napakappale kiinnitetään kahden kalvokerroksen väliin käämitystä varten. Ytimen pituussuunnassa kalvo ylittää negatiivisen kalvon ja negatiivinen kalvo ylittää positiivisen kalvon, jotta vältetään kosketusoikosulku positiivisen ja negatiivisen kalvon välillä.

Kaavio käämitysneulan kiristyskalvosta

Automaattinen käämityskoneen fyysinen piirustus

Käämityskone on avainlaite ydinkäämitysprosessin toteuttamiseen. Yllä olevaan kaavioon viitaten sen pääkomponentit ja toiminnot ovat seuraavat:

1. Napakappaleiden syöttöjärjestelmä: siirrä positiiviset ja negatiiviset napakappaleet ohjauskiskoa pitkin kahteen kalvokerrokseen AA-puolen ja BB-puolen välillä varmistaaksesi napakappaleiden vakaan syötön.
2. Kalvon avausjärjestelmä: Se sisältää ylemmän ja alemman kalvon, jotta kalvot syötetään automaattisesti ja jatkuvasti käämitysneulaan.
3. Kireydensäätöjärjestelmä: ohjaa kalvon jatkuvaa jännitystä käämitysprosessin aikana.
4. Kelaus- ja liimausjärjestelmä: hylsyjen liimaamiseen ja kiinnittämiseen kelauksen jälkeen.
5. Purkukuljetinjärjestelmä: Pura neulojen ytimet automaattisesti ja pudota ne automaattiselle kuljetushihnalle.
6. Jalkakytkin: Kun ei ole epänormaalia tilaa, astu jalkakytkimeen ohjataksesi käämityksen normaalia toimintaa.
7. Ihmisen ja tietokoneen välinen vuorovaikutusliittymä: parametrien asetuksella, manuaalisella virheenkorjauksella, hälytyskehotteilla ja muilla toiminnoilla.

Yllä olevasta käämitysprosessin analyysistä voidaan nähdä, että sähkösydämen käämitys sisältää kaksi väistämätöntä linkkiä: neulan työntäminen ja neulan vetäminen.
Työnnä neulaprosessi: kaksi neularullaa ulottuvat neulasylinterin työntämisen vaikutuksesta kalvon molemmin puolin, kaksi neularullaa, jotka muodostuvat holkkiin työnnetyn neulasylinterin yhdistelmästä, neularullat kiinnittääkseen kalvon, samaan aikaan kaksi neularullaa yhdistyvät muodostaen pohjimmiltaan symmetrisen muodon ydinkäämityksen ytimeksi.

Kaaviokaavio neulan työntöprosessista

Neulan pumppausprosessi: kun ydinkäämitys on valmis, kaksi neulaa vedetään sisään neulan pumppaussylinterin vaikutuksesta, neulasylinteri vedetään holkista, neulalaitteessa oleva pallo sulkee neulan jousen vaikutuksesta, ja kaksi neulaa kierretään vastakkaisiin suuntiin ja neulan vapaan pään kokoa pienennetään tietyn raon muodostamiseksi neulan ja ytimen sisäpinnan välille, ja neulan ollessa vedettynä sisään suhteessa kiinnitysholkkiin neulat ja ydin voidaan erottaa tasaisesti.

Kaaviokaavio neulanpoistoprosessista

"Neula" edellä olevan neulan työntämisen ja ulosvetämisen yhteydessä viittaa neulaan, jolla on rullauskoneen ydinkomponenttina merkittävä vaikutus rullausnopeuteen ja hylsyn laatuun. Tällä hetkellä useimmat kelauskoneet käyttävät pyöreitä, soikeita ja litteitä timantin muotoisia neuloja. Pyöreät ja soikeat neulat johtavat tietyn kaaren olemassaolon vuoksi ytimen napakorvan muodonmuutokseen myöhemmässä ydinpuristusprosessissa, mutta myös helposti aiheuttamaan sisäistä rypistymistä ja ytimen muodonmuutosta. Mitä tulee litteisiin timantinmuotoisiin neuloihin, pitkän ja lyhyen akselin välisen suuren kokoeron vuoksi napakappaleen ja kalvon jännitys vaihtelee merkittävästi, mikä edellyttää käyttömoottorin pyörimistä vaihtelevilla nopeuksilla, mikä tekee prosessista vaikeasti hallittavan. ja käämitysnopeus on yleensä alhainen.

Kaavio yleisistä käämitysneuloista

Otetaan esimerkkinä monimutkaisin ja yleisin litteä vinoneliön muotoinen neula, jonka käämitys- ja pyörimisprosessissa positiiviset ja negatiiviset napakappaleet ja kalvo kierretään aina B, C, D, E, F kuuden kulmapisteen ympärille. ja G tukipisteenä.

Kaaviokaavio litteän vinoneliön muotoisesta käämitysneulan pyörimisestä

Siksi käämitysprosessi voidaan jakaa segmenttikäämitykseen, jossa säde on OB, OC, OD, OE, OF, OG, ja tarvitsee vain analysoida linjan nopeuden muutos seitsemällä kulma-alueella välillä θ0, θ1, θ2, θ3, θ4, θ5, θ6 ja θ7, jotta voidaan täysin kvantitatiivisesti kuvata kelausneulan syklistä pyörimisprosessia.

Kaaviokaavio neulan eri kiertokulmista

Trigonometrisen suhteen perusteella voidaan johtaa vastaava relaatio.

Yllä olevasta yhtälöstä on helppo nähdä, että kun käämitysneulaa kierretään vakiokulmanopeudella, käämityksen lineaarinen nopeus ja neulan tukipisteen sekä positiivisten ja negatiivisten napakappaleiden ja kalvon välinen kulma ovat segmentoidussa funktiosuhteessa. Matlab simuloi näiden kahden välisen kuvasuhteen seuraavasti:

Käämitysnopeuden muutokset eri kulmissa

On intuitiivisesti ilmeistä, että kuvion litteän vinoneliön muotoisen neulan käämitysprosessissa suurimman lineaarisen nopeuden suhde pienimpään lineaarinopeuteen voi olla yli 10 kertaa. Tällainen valtava muutos linjanopeudessa aiheuttaa suuria vaihteluita positiivisten ja negatiivisten elektrodien ja kalvon jännityksessä, mikä on pääasiallinen syy käämijännityksen vaihteluihin. Liiallinen jännityksen vaihtelu voi johtaa kalvon venymiseen rullausprosessin aikana, kalvon kutistumiseen käämityksen jälkeen ja pieniin kerrosetäisyyksiin hylsyn kulmissa hylsyn puristuksen jälkeen. Latausprosessissa napakappaleen laajeneminen aiheuttaa jännitystä sydämen leveyden suunnassa ei keskittynyt, jolloin syntyy taivutusmomentti, mikä johtaa napakappaleen vääristymiseen ja valmistettu litiumakku lopulta ilmestyy "S "muodonmuutos.

CT-kuva ja purkamiskaavio "S"-muodonmuutosta

Tällä hetkellä käämitysneulan muodon aiheuttaman huonon ytimen laadun (pääasiassa muodonmuutos) ongelman ratkaisemiseksi käytetään yleensä kahta menetelmää: vaihtelevan jännityksen käämitys ja muuttuvan nopeuden käämitys.

1. Muuttuvan jännityksen käämitys: Otetaan esimerkkinä sylinterimäinen akku, vakiokulmanopeudella lineaarinen nopeus kasvaa käämityskerrosten lukumäärän myötä, mikä johtaa jännityksen nousuun. Muuttuva jännityskäämi, toisin sanoen jännityksensäätöjärjestelmän kautta, niin että napakappaleeseen tai kalvoon kohdistettu jännitys käämikerrosten lukumäärän kasvun ja lineaarisen pienenemisen myötä, jotta vakiopyörimisnopeuden tapauksessa, mutta silti Tee jännityksen koko käämitysprosessi mahdollisimman pitkälle, jotta se pysyy vakiona. Suuri määrä vaihtelevan jännityksen käämityskokeita on johtanut seuraaviin johtopäätöksiin:
a. Mitä pienempi käämin jännitys on, sitä parempi on sydämen muodonmuutosta parantava vaikutus.
b. Vakionopeuskäämityksen aikana, kun sydämen halkaisija kasvaa, jännitys pienenee lineaarisesti pienemmällä muodonmuutosriskillä kuin vakiojännityskäämissä.
2. Muuttuvan nopeuden käämitys: Otetaan esimerkiksi nelikulmainen kenno, yleensä käytetään litteää vinoneliön muotoista käämitysneulaa. Kun neulaa kierretään tasaisella kulmanopeudella, lineaarinen nopeus vaihtelee merkittävästi, mikä johtaa suuriin kerrosten etäisyyksiin ytimen kulmissa. Tällä hetkellä lineaarisen nopeuden muutostarve pyörimisnopeuden muutoksen lain käänteinen vähennys eli pyörimisnopeuden käämitys kulman muutoksen ja muutoksen kanssa, jotta lineaarisen nopeuden vaihtelun käämitysprosessi toteutuisi pieninä niin kuin mahdollista, jotta varmistetaan, että jännityksen vaihtelut pienten amplitudiarvojen alueella.

Lyhyesti sanottuna käämitysneulan muoto voi vaikuttaa napakorvan tasaisuuteen (ytimen tuotto ja sähköinen suorituskyky), käämitysnopeuteen (tuottavuus), sydämen sisäisen jännityksen tasaisuuteen (ulkonäkömuutosongelmat) ja niin edelleen. Sylinterimäisissä paristoissa käytetään yleensä pyöreitä neuloja; neliömäisiä paristoja varten käytetään yleensä elliptisiä tai litteitä rombisia neuloja (joissakin tapauksissa pyöreitä neuloja voidaan käyttää myös ytimen kelaamiseen ja tasoittamiseen neliömäisen ytimen muodostamiseksi). Lisäksi suuri määrä kokeellisia tietoja osoittaa, että ytimien laadulla on tärkeä vaikutus lopullisen akun sähkökemialliseen suorituskykyyn ja turvallisuussuorituskykyyn.

Tämän perusteella olemme selvittäneet litiumakkujen käämityksen keskeisiä huolenaiheita ja varotoimia, toivoen, että käämitysprosessissa vältytään mahdollisimman paljon virheellisiltä toimenpiteiltä valmistaaksemme laatuvaatimukset täyttäviä litiumakkuja.

Sydänvikojen visualisoimiseksi ydin voidaan upottaa AB-liimaepoksihartsiin kovettumista varten, minkä jälkeen sen poikkileikkaus voidaan leikata ja kiillottaa hiekkapaperilla. Valmistettuja näytteitä on parasta tarkkailla mikroskoopilla tai pyyhkäisyelektronimikroskoopilla, jotta saadaan ytimen sisäinen vikakartoitus.

Ytimen sisäinen vikakartta
(a) Kuvassa on kelvollinen ydin, jossa ei ole ilmeisiä sisäisiä vikoja.
(b) Kuvassa napakappale on selvästi vääntynyt ja epämuodostunut, mikä voi liittyä käämijännitykseen, jännitys on liian suuri aiheuttamaan napakappaleen rypistymistä, ja tällaiset viat saavat akun käyttöliittymän huonontumaan ja litiumia sadetta, mikä heikentää akun suorituskykyä.
(c) Kuvassa elektrodin ja kalvon välissä on vieras aine. Tämä vika voi johtaa vakavaan itsepurkaukseen ja jopa turvallisuusongelmiin, mutta se voidaan yleensä havaita Hi-pot-testissä.
(d) Kuvan elektrodilla on negatiivinen ja positiivinen vikakuvio, mikä voi johtaa alhaiseen kapasiteetin tai litiumin saostumiseen.
(e) Kuvan elektrodin sisällä on pölyä, mikä voi johtaa akun lisääntyneeseen itsepurkautumiseen.

Lisäksi ytimen sisällä olevia vikoja voidaan luonnehtia myös ainetta rikkomattomilla testeillä, kuten yleisesti käytetyllä röntgen- ja CT-testillä. Seuraavassa on lyhyt johdatus joihinkin yleisiin ydinprosessivirheisiin:

1. Napakappaleen huono peitto: paikallinen negatiivinen napakappale ei ole täysin peitetty positiivisella napakappaleella, mikä voi johtaa akun muodonmuutokseen ja litiumin saostumiseen, mikä voi aiheuttaa turvallisuusriskejä.

2. Napakappaleen muodonmuutos: napakappale vääntyy puristamalla, mikä voi laukaista sisäisen oikosulun ja aiheuttaa vakavia turvallisuusongelmia.

On syytä mainita, että vuonna 2017 sensaatiomainen samsung note7 matkapuhelimen räjähdystapaus, tutkimuksen tulos johtuu siitä, että akun sisällä oleva negatiivinen elektrodi puristuu aiheuttamaan sisäisen oikosulun, mikä aiheuttaa akun räjähtämisen, onnettomuus aiheutti samsung-elektroniikka yli 6 miljardin dollarin tappiot.

3. Metallivieraat aineet: metallivieraat aineet ovat litiumioniakun tappajan suorituskykyä, voivat tulla tahnasta, laitteista tai ympäristöstä. Suuremmat metallivieraan aineen hiukkaset voivat aiheuttaa suoraan fyysisen oikosulun, ja kun metallista vierasainetta sekoittuu positiiviseen elektrodiin, se hapettuu ja kerrostuu sitten negatiivisen elektrodin pinnalle, lävistää kalvon ja aiheuttaa lopulta sisäisen häiriön. oikosulku akussa, mikä aiheuttaa vakavan turvallisuusriskin. Yleiset metallivieraat aineet ovat Fe, Cu, Zn, Sn ja niin edelleen.

Litiumakun käämityskonetta käytetään litiumakkukennojen käämittämiseen, joka on eräänlainen laite positiivisen elektrodilevyn, negatiivisen elektrodilevyn ja kalvon kokoamiseksi ydinpakkaukseen (JR: JellyRoll) jatkuvalla pyörityksellä. Kotimaiset käämien valmistuslaitteet aloitettiin vuonna 2006, puoliautomaattisesta pyöreästä, puoliautomaattisesta neliökäämyksestä, automatisoidusta kalvon tuotannosta, ja kehittyi sitten yhdistetyksi automaatioksi, kalvonkelauskoneeksi, laserleikkauskäämikoneeksi, anodin jatkuvatoimiseksi käämityskoneeksi, kalvon jatkuvaksi käämityskoneeksi kone ja niin edelleen.

Täällä suosittelemme erityisesti Yixinfeng-laserleikkauskonetta. Tämä kone yhdistää edistyneen laserleikkaustekniikan, tehokkaan käämitysprosessin ja tarkan työntötoiminnon, mikä voi parantaa merkittävästi litiumakun tuotantotehokkuutta ja laatua. Sillä on seuraavat merkittävät edut:


1. Erittäin tarkka stanssaus: Varmista napakappaleen ja kalvon tarkka koko, vähennä materiaalihukkaa ja paranna akun yhtenäisyyttä.
2. Vakaa käämitys: Optimoitu käämitysmekanismi ja ohjausjärjestelmä varmistaa tiukan ja vakaan ydinrakenteen, vähentää sisäistä vastusta ja parantaa akun suorituskykyä.
3. Tehokas vaaitus: Ainutlaatuinen tasoitusrakenne tekee ytimien pinnasta tasaisen, vähentää epätasaista sisäistä rasitusta ja pidentää akun käyttöikää.
4. Älykäs ohjaus: Varustettu edistyneellä ihmisen ja tietokoneen vuorovaikutusliittymällä, se toteuttaa tarkan parametrien asettamisen ja reaaliaikaisen seurannan, helpon käytön ja helpon ylläpidon.
5. Laaja valikoima yhteensopivuutta: se voi myös tehdä 18, 21, 32, 46, 50, 60 akkukennomallia, jotta se vastaa erilaisiin tuotantotarpeisiisi.

Litium-ioni-akkulaitteet
Valitse Yixinfeng-laserleikkaus-, kelaus- ja työntökone parantaaksesi laatua ja tehokkuutta litiumakkujen tuotannossa!