Ličio baterijų apvyniojimo mašina: principai, pagrindiniai procesai ir kokybės kontrolės gairės

Ličio jonų akumuliatorių gamybos procese paprastai yra keletas būdų, kaip padalinti procesą. Procesą galima suskirstyti į tris pagrindinius procesus: elektrodų gamybą, surinkimo procesą ir elementų testavimą (kaip parodyta paveikslėlyje žemiau), taip pat yra įmonių, kurios jį skirsto į prieš apviją ir po apvijos procesus, o šis atskyrimo taškas yra vyniojimo procesas. Dėl savo stiprios integravimo funkcijos, baterijos išvaizda gali iš pradžių formuotis, todėl ličio jonų akumuliatoriaus gamyboje pagrindinis vaidmuo tenka vyniojimo procesui, vyniojimo procesas, pagamintas iš valcuotos šerdies, dažnai vadinamas plika. akumuliatoriaus elementas (Jelly-Roll, vadinamas JR).

Ličio jonų baterijų gamybos procesas
Ličio jonų akumuliatoriaus gamybos procese šerdies apvijos procesas pavaizduotas taip. Konkreti operacija yra suvynioti teigiamą polių, neigiamą polių ir izoliacinę plėvelę per vyniojimo mašinos adatos mechanizmą, o gretimos teigiamos ir neigiamos polių dalys yra izoliuojamos izoliacine plėvele, kad būtų išvengta trumpojo jungimo. Užbaigus apviją, šerdis pritvirtinama uždaromuoju lipniu popieriumi, kad šerdis nesuirtų, ir tada teka į kitą procesą. Šiame procese svarbiausia yra užtikrinti, kad tarp teigiamų ir neigiamų elektrodų nebūtų fizinio kontakto ir kad neigiamo elektrodo lakštas galėtų visiškai uždengti teigiamo elektrodo lakštą tiek horizontalia, tiek vertikalia kryptimis.

Apvijos proceso schema
Apvyniojant šerdį, paprastai du ritininiai kaiščiai suspaudžia du diafragmos sluoksnius, kad būtų galima iš anksto apvynioti, o tada paeiliui tiekia teigiamą arba neigiamą polių dalį, o poliaus dalis užspaudžiama tarp dviejų diafragmos sluoksnių, kad būtų galima apvynioti. Išilgine šerdies kryptimi diafragma viršija neigiamą diafragmą, o neigiama diafragma viršija teigiamą, kad būtų išvengta trumpojo jungimo tarp teigiamos ir neigiamos diafragmos.

Apvijos adatos suspaudimo diafragmos schema

Automatinės vyniojimo mašinos fizinis brėžinys

Apvijos mašina yra pagrindinė įranga, skirta pagrindiniam apvijos procesui įgyvendinti. Remiantis pirmiau pateikta diagrama, jos pagrindiniai komponentai ir funkcijos yra šios:

1. Stulpų tiekimo sistema: perneškite teigiamus ir neigiamus polius palei kreipiamąjį bėgelį į du diafragmos sluoksnius atitinkamai tarp AA ir BB pusių, kad būtų užtikrintas stabilus polių tiekimas.
2. Diafragmos išvyniojimo sistema: Ji apima viršutinę ir apatinę diafragmas, kad būtų galima automatiškai ir nuolat tiekti diafragmas į apvijos adatą.
3. Įtempimo valdymo sistema: nuolatiniam diafragmos įtempimui valdyti apvijos metu.
4. Apvijos ir klijavimo sistema: gyslų klijavimui ir tvirtinimui po apvyniojimo.
5. Iškrovimo konvejerio sistema: Automatiškai išardykite šerdis iš adatų ir numeskite jas ant automatinio konvejerio juostos.
6. Kojinis jungiklis: kai nėra neįprastos būklės, paspauskite kojinį jungiklį, kad valdytumėte įprastą apvijos veikimą.
7. Žmogaus ir kompiuterio sąveikos sąsaja: su parametrų nustatymu, rankiniu derinimu, aliarmo raginimais ir kitomis funkcijomis.

Iš aukščiau pateiktos vyniojimo proceso analizės matyti, kad elektrinės šerdies apvijoje yra dvi neišvengiamos grandys: adatos stūmimas ir adatos traukimas.
Adatos stūmimo procesas: stumiant adatos cilindrą, du adatų ritinėliai išsikiša per abi diafragmos puses, du adatų ritinėliai susidaro derinant adatos cilindrą, įkištą į rankovę, adatų ritinėlius. arti diafragmos suspaudimo, tuo pačiu metu du adatų ritinėliai susilieja ir sudaro iš esmės simetrišką formą, kaip šerdies apvijos šerdį.

Adatos stūmimo proceso schema

Adatos siurbimo procesas: užbaigus šerdies apviją, dvi adatos įtraukiamos, veikiant adatos siurbimo cilindrui, adatos cilindras ištraukiamas iš rankovės, adatos įtaise esantis rutulys uždaro adatą, veikiant spyruoklei, ir dvi adatos suvyniotos priešingomis kryptimis, o laisvojo adatos galo dydis sumažinamas, kad susidarytų tam tikras tarpas tarp adatos ir šerdies vidinio paviršiaus, o adatą atitraukus laikančiosios movos atžvilgiu, adatos ir šerdį galima sklandžiai atskirti.

Adatos ištraukimo proceso schema

Aukščiau esančios adatos stūmimo ir ištraukimo procese esanti „adata“ reiškia adatą, kuri, kaip pagrindinė vyniojimo mašinos sudedamoji dalis, turi didelę įtaką vyniojimo greičiui ir šerdies kokybei. Šiuo metu daugumoje vyniojimo mašinų naudojamos apvalios, ovalios ir plokščios rombo formos adatos. Dėl apvalių ir ovalių adatų, dėl tam tikro lanko egzistavimo, vėliau šerdies presavimo procese gali deformuotis šerdies poliaus ausis, tačiau taip pat lengva sukelti vidinį šerdies raukšlėjimąsi ir deformaciją. Kalbant apie plokščias deimanto formos adatas, dėl didelio ilgosios ir trumposios ašių dydžio skirtumo poliaus ir diafragmos įtempimas labai skiriasi, todėl variklis turi suktis kintamu greičiu, todėl procesą sunku kontroliuoti. o apvijos greitis dažniausiai mažas.

Įprastų apvijų adatų schema

Kaip pavyzdį paimkite sudėtingiausią ir dažniausiai pasitaikančią plokščią rombo formos adatą, kurios vyniojimo ir sukimosi metu teigiami ir neigiami poliai ir diafragma visada apvyniojami aplink šešis B, C, D, E, F kampinius taškus. ir G kaip atramos tašką.

Plokščios deimanto formos apvijos adatos sukimosi schema

Todėl apvijos procesą galima suskirstyti į segmentinę apviją, kurios spindulys yra OB, OC, OD, OE, OF, OG, ir tereikia išanalizuoti linijos greičio pokytį septyniuose kampiniuose diapazonuose tarp θ0, θ1, θ2, θ3, θ4, θ5, θ6 ir θ7, siekiant visiškai kiekybiškai apibūdinti apvijos adatos ciklinį sukimosi procesą.

Skirtingų adatos sukimosi kampų schema

Remiantis trigonometriniu ryšiu, galima išvesti atitinkamą ryšį.

Iš aukščiau pateiktos lygties nesunku pastebėti, kad vyniojant adatą pastoviu kampiniu greičiu, tiesinis apvijos greitis ir kampas, susidarantis tarp adatos atramos taško ir teigiamų bei neigiamų polių dalių bei diafragmos segmentuotų funkcijų santykyje. Vaizdo ryšį tarp šių dviejų modeliuoja „Matlab“ taip:

Apvijos greičio pokyčiai skirtingais kampais

Intuityviai akivaizdu, kad didžiausio tiesinio greičio ir mažiausio tiesinio greičio santykis plokščios rombo formos adatos vyniojimo procese paveiksle gali būti daugiau nei 10 kartų. Toks didžiulis linijos greičio pokytis sukels didelius teigiamo ir neigiamo elektrodų ir diafragmos įtempimo svyravimus, kurie yra pagrindinė apvijų įtempimo svyravimų priežastis. Per dideli įtempimo svyravimai gali lemti diafragmos tempimą vyniojimo proceso metu, diafragmos susitraukimą po apvyniojimo ir nedidelius sluoksnių tarpus šerdies viduje po šerdies presavimo. Įkrovimo procese dėl stulpo išsiplėtimo įtempis šerdies pločio kryptimi nekoncentruojamas, todėl susidaro lenkimo momentas, dėl kurio polius iškreipiamas, o paruošta ličio baterija galiausiai atsiranda "S "deformacija.

„S“ deformuotos šerdies KT vaizdas ir išmontavimo schema

Šiuo metu, siekiant išspręsti prastos šerdies kokybės (daugiausia deformacijos) problemą, kurią sukelia apvijos adatos forma, dažniausiai naudojami du būdai: kintamo įtempimo apvija ir kintamo greičio apvija.

1. Kintamo įtempimo apvija: Paimkite cilindrinį akumuliatorių kaip pavyzdį, esant pastoviam kampiniam greičiui, tiesinis greitis didėja didėjant apvijos sluoksnių skaičiui, o tai lemia įtempimo padidėjimą. Kintamo įtempimo apvija, ty per įtempimo valdymo sistemą, kad poliaus arba diafragmos įtempimas padidėtų apvijos sluoksnių skaičiumi ir linijinis sumažinimas, kad esant pastoviam sukimosi greičiui, bet vis tiek būtų galima Visą įtempimo vyniojimo procesą padarykite kiek įmanoma, kad būtų išlaikyta pastovi. Daugybė kintamos įtampos apvijų eksperimentų leido padaryti šias išvadas:
a. Kuo mažesnė apvijos įtempimas, tuo geresnis poveikis šerdies deformacijai.
b. Vykdant pastovaus greičio apviją, didėjant šerdies skersmeniui, įtempimas mažėja tiesiškai ir yra mažesnė deformacijos rizika nei esant pastovaus įtempimo apvijai.
2. Kintamo greičio apvija: kaip pavyzdį paimkite kvadratinę ląstelę, dažniausiai naudojama plokščia deimanto formos apvijos adata. Kai adata vyniojama pastoviu kampiniu greičiu, linijinis greitis labai svyruoja, todėl šerdies kampuose susidaro dideli sluoksnių atstumo skirtumai. Šiuo metu linijinio greičio keitimo poreikis yra sukimosi greičio kitimo dėsnio atvirkštinis išskaičiavimas, tai yra sukimosi greičio apvijos su kampo pasikeitimu ir pasikeitimu, kad tiesinių greičio svyravimų apvijos procesas būtų realizuotas kaip mažas. kiek įmanoma, kad būtų užtikrintas įtempimo svyravimas mažos amplitudės vertės diapazone.

Trumpai tariant, apvijos adatos forma gali turėti įtakos poliaus ausies plokštumui (šerdies išeigai ir elektros našumui), apvijos greičiui (produktyvumui), šerdies vidinio įtempio vienodumui (išvaizdos deformacijos problemoms) ir pan. Cilindrinėms baterijoms dažniausiai naudojamos apvalios adatos; kvadratinėms baterijoms dažniausiai naudojamos elipsės arba plokščios rombinės adatos (kai kuriais atvejais apvaliomis adatomis galima suvynioti ir išlyginti šerdį, kad susidarytų kvadratinė šerdis). Be to, daug eksperimentinių duomenų rodo, kad šerdies kokybė turi didelę įtaką galutinio akumuliatoriaus elektrocheminiam veiksmingumui ir saugai.

Remdamiesi tuo, sutvarkėme kai kuriuos pagrindinius rūpesčius ir atsargumo priemones ličio baterijų vyniojimo procese, tikėdamiesi kiek įmanoma išvengti netinkamų operacijų vyniojimo procese, kad pagamintume kokybės reikalavimus atitinkančias ličio baterijas.

Norint vizualizuoti šerdies defektus, šerdį galima panardinti į AB klijų epoksidinę dervą sukietėjimui, o tada skerspjūvį nupjauti ir nupoliruoti švitriniu popieriumi. Paruoštus mėginius geriausia stebėti mikroskopu arba skenuojančiu elektroniniu mikroskopu, kad būtų gautas vidinis šerdies defektų žemėlapis.

Šerdies vidinių defektų žemėlapis
a) Paveikslėlyje parodyta kvalifikuota šerdis be akivaizdžių vidinių defektų.
(b) Paveikslėlyje poliaus dalis yra akivaizdžiai susisukusi ir deformuota, o tai gali būti susiję su apvijos įtempimu, įtempimas yra per didelis, kad polius susiraukšlėtų, o dėl tokių defektų akumuliatoriaus sąsaja pablogės ir ličio kritulių, dėl kurių pablogės akumuliatoriaus veikimas.
c) Paveikslėlyje tarp elektrodo ir diafragmos yra pašalinės medžiagos. Šis defektas gali sukelti rimtą savaiminį išsikrovimą ir netgi sukelti saugos problemų, tačiau dažniausiai jį galima aptikti atliekant Hi-pot testą.
(d) Paveikslėlyje esantis elektrodas turi neigiamą ir teigiamą defektų modelį, dėl kurio gali sumažėti talpa arba iškristi ličio nuosėdos.
(e) Paveikslėlyje pavaizduoto elektrodo viduje susimaišė dulkės, todėl akumuliatorius gali greičiau išsikrauti.

Be to, šerdies viduje esantys defektai taip pat gali būti apibūdinti naudojant neardomuosius tyrimus, pvz., dažniausiai naudojamus rentgeno ir KT tyrimus. Toliau pateikiamas trumpas įvadas į kai kuriuos pagrindinius proceso defektus:

1. Prasta poliaus dalis: vietinis neigiamas polius nėra iki galo uždengtas teigiamu poliu, todėl akumuliatorius gali deformuotis ir iškristi ličio nuosėdos, o tai gali sukelti pavojų saugai.

2. Stulpo deformacija: polius deformuojamas ekstruzijos būdu, o tai gali sukelti vidinį trumpąjį jungimą ir sukelti rimtų saugos problemų.

Verta paminėti, kad 2017 m., sensacingo samsung note7 mobiliojo telefono sprogimo atvejis, tyrimo rezultatas yra dėl to, kad akumuliatoriaus viduje esantis neigiamas elektrodas buvo suspaustas, kad sukeltų vidinį trumpąjį jungimą, taip sukeldamas akumuliatoriaus sprogimą, avariją sukėlė samsung elektronika. daugiau nei 6 milijardai dolerių nuostolių.

3. Metalo pašalinės medžiagos: metalo pašalinės medžiagos yra ličio jonų akumuliatoriaus žudikas, gali atsirasti iš pastos, įrangos ar aplinkos. Didesnės metalinių svetimkūnių dalelės gali tiesiogiai sukelti fizinį trumpąjį jungimą, o kai metalinės pašalinės medžiagos įsimaišo į teigiamą elektrodą, jos oksiduojasi ir nusėda ant neigiamo elektrodo paviršiaus, pradurdamos diafragmą ir galiausiai sukeldamos vidinį įvykį. trumpasis jungimas akumuliatoriuje, o tai kelia rimtą pavojų saugai. Įprastos metalo pašalinės medžiagos yra Fe, Cu, Zn, Sn ir pan.

Ličio akumuliatoriaus apvijos mašina naudojama ličio baterijų elementams apvynioti, tai yra tam tikra įranga, skirta surinkti teigiamo elektrodo lakštą, neigiamą elektrodo lakštą ir diafragmą į šerdies paketą (JR: JellyRoll) nuolat sukantis. Buitinė apvijų gamybos įranga buvo pradėta naudoti 2006 m., iš pusiau automatinės apvijos, pusiau automatinės kvadratinės apvijos, automatizuotos plėvelės gamybos, o vėliau išsivystė į kombinuotą automatiką, plėvelės vyniojimo mašiną, lazerinio pjovimo štampavimo mašiną, anodo nepertraukiamą apvijų mašiną, diafragmos nuolatinę apviją. mašina ir pan.

Čia ypač rekomenduojame Yixinfeng lazerinį pjovimo štampavimo ir stūmimo plokščią mašiną. Ši mašina sujungia pažangią lazerinio pjovimo technologiją, efektyvų vyniojimo procesą ir tikslią stūmimo funkciją, o tai gali labai pagerinti ličio akumuliatoriaus gamybos efektyvumą ir kokybę. Jis turi šiuos reikšmingus pranašumus:


1. Didelio tikslumo pjovimas: užtikrinkite tikslų poliaus ir diafragmos dydį, sumažinkite medžiagų švaistymą ir pagerinkite akumuliatoriaus nuoseklumą.
2. Stabili apvija: optimizuotas apvijos mechanizmas ir valdymo sistema užtikrina sandarią ir stabilią šerdies struktūrą, sumažina vidinį pasipriešinimą ir pagerina akumuliatoriaus veikimą.
3. Didelio efektyvumo niveliavimas: Unikali niveliavimo konstrukcija padaro šerdies paviršių plokščią, sumažina netolygų vidinį įtempimą ir pailgina baterijos veikimo laiką.
4. Pažangus valdymas: įrengta pažangi žmogaus ir kompiuterio sąveikos sąsaja, užtikrina tikslų parametrų nustatymą ir stebėjimą realiuoju laiku, lengvą valdymą ir lengvą priežiūrą.
5. Platus suderinamumo diapazonas: jis taip pat gali atlikti 18, 21, 32, 46, 50, 60 visų modelių baterijų elementų, kad atitiktų įvairius jūsų gamybos poreikius.

Ličio jonų baterijų įranga
Pasirinkite Yixinfeng lazerinę pjovimo, vyniojimo ir stūmimo mašiną, kad padidintumėte savo ličio baterijų gamybos kokybę ir efektyvumą!