Makina mbështjellëse e baterisë litium: Parimet, proceset kryesore dhe udhëzimet e kontrollit të cilësisë

Në procesin e prodhimit të baterive litium-jon, zakonisht ekzistojnë disa mënyra për të ndarë procesin. Procesi mund të ndahet në tre procese kryesore: prodhimi i elektrodës, procesi i montimit dhe testimi i qelizave (siç tregohet në figurën më poshtë), dhe ka gjithashtu kompani që e ndajnë atë në procese para-mbështjellëse dhe pas mbështjelljes, dhe kjo pikë e demarkacionit është procesi i mbështjelljes. Për shkak të funksionit të saj të fortë të integrimit, mund të bëjë që bateria të duket formimi fillestar, kështu që procesi i dredha-dredha në prodhimin e baterive litium-jon si një rol kryesor është çelësi, procesi i mbështjelljes i prodhuar nga bërthama e mbështjellë shpesh quhet i zhveshur. qeliza e baterisë (Jelly-Roll, referuar si JR).

Procesi i prodhimit të baterive litium-jon
Në procesin e prodhimit të baterive litium-jon, procesi i mbështjelljes së bërthamës ilustrohet si më poshtë. Operacioni specifik është që të rrotullohet pjesa e polit pozitiv, pjesa e polit negativ dhe filmi izolues së bashku përmes mekanizmit të gjilpërës së makinës dredha-dredha, dhe pjesët e poleve pozitive dhe negative ngjitur izolohen nga filmi izolues për të parandaluar qarkun e shkurtër. Pas përfundimit të mbështjelljes, bërthama fiksohet me letër ngjitëse mbyllëse për të parandaluar prishjen e bërthamës dhe më pas derdhet në procesin tjetër. Në këtë proces, çelësi është të sigurohet që të mos ketë kontakt fizik midis elektrodave pozitive dhe negative dhe që fleta e elektrodës negative të mund të mbulojë plotësisht fletën e elektrodës pozitive në drejtimin horizontal dhe vertikal.

Diagrami skematik i procesit të mbështjelljes
Në procesin e mbështjelljes së bërthamës, përgjithësisht dy kunja rrotulluese shtrëngojnë dy shtresa diafragme për mbështjellje paraprake, dhe më pas ushqejnë me radhë pjesën e shtyllës pozitive ose negative, dhe pjesa e shtyllës kapet midis dy shtresave të diafragmës për mbështjellje. Në drejtimin gjatësor të bërthamës, diafragma tejkalon diafragmën negative, dhe diafragma negative tejkalon diafragmën pozitive, në mënyrë që të shmanget qarku i shkurtër i kontaktit midis diafragmës pozitive dhe negative.

Diagrami skematik i diafragmës shtrënguese të gjilpërës dredha-dredha

Vizatim fizik i makinës automatike të mbështjelljes

Makina dredha-dredha është pajisja kryesore për të realizuar procesin e mbështjelljes së bërthamës. Duke iu referuar diagramit të mësipërm, komponentët dhe funksionet kryesore të tij janë si më poshtë:

1. Sistemi i furnizimit me shtyllë: përcillni pjesët e shtyllave pozitive dhe negative përgjatë hekurudhës udhëzuese në dy shtresat e diafragmës ndërmjet anës AA dhe anës BB përkatësisht për të siguruar furnizim të qëndrueshëm të pjesëve të shtyllave.
2. Sistemi i shthurjes së diafragmës: Përfshin diafragmat e sipërme dhe të poshtme për të realizuar furnizimin automatik dhe të vazhdueshëm të diafragmave në gjilpërën e mbështjelljes.
3. Sistemi i kontrollit të tensionit: për të kontrolluar tensionin konstant të diafragmës gjatë procesit të mbështjelljes.
4. Sistemi i mbështjelljes dhe ngjitjes: për ngjitjen dhe fiksimin e bërthamave pas mbështjelljes.
5. Sistemi i transportuesit të shkarkimit: Çmontoni automatikisht bërthamat nga gjilpërat dhe hidhini ato në rripin automatik të transportuesit.
6. Ndërprerësi i këmbës: Kur nuk ka gjendje jonormale, hapni çelësin e këmbës për të kontrolluar funksionimin normal të mbështjelljes.
7. Ndërfaqja e ndërveprimit njeri-kompjuter: me vendosjen e parametrave, korrigjimin manual, kërkesat e alarmit dhe funksione të tjera.

Nga analiza e mësipërme e procesit të mbështjelljes, shihet se mbështjellja e bërthamës elektrike përmban dy hallka të pashmangshme: shtyrjen e gjilpërës dhe tërheqjen e gjilpërës.
Shtyjeni procesin e gjilpërës: dy rrotullat e gjilpërës shtrihen nën veprimin e shtytjes së cilindrit të gjilpërës, nëpër të dy anët e diafragmës, dy rrotullat e gjilpërave të formuara nga kombinimi i cilindrit të gjilpërës të futur në mëngë, rrotullat e gjilpërave afër për të shtrënguar diafragmën, në të njëjtën kohë, dy rrotullat e gjilpërave bashkohen për të formuar një formë në thelb simetrike, si thelbi i mbështjelljes së bërthamës.

Diagrami skematik i procesit të shtyrjes së gjilpërës

Procesi i pompimit të gjilpërës: pasi të përfundojë mbështjellja e bërthamës, të dy gjilpërat tërhiqen nën veprimin e cilindrit të pompimit të gjilpërës, cilindri i gjilpërës tërhiqet nga mënga, topi në pajisjen e gjilpërës mbyll gjilpërën nën veprimin e sustës. dhe dy gjilpërat janë mbështjellë në drejtime të kundërta, dhe madhësia e skajit të lirë të gjilpërës zvogëlohet për të formuar një hendek të caktuar midis gjilpërës dhe sipërfaqes së brendshme të bërthamës, dhe me gjilpërën të tërhequr në lidhje me mëngën mbajtëse, gjilpërat dhe bërthama mund të ndahet pa probleme.

Diagrami skematik i procesit të nxjerrjes së gjilpërës

"Gjilpëra" në procesin e shtyrjes dhe nxjerrjes së gjilpërës së mësipërme i referohet gjilpërës, e cila, si përbërësi kryesor i makinës mbështjellëse, ka një ndikim të rëndësishëm në shpejtësinë e mbështjelljes dhe cilësinë e bërthamës. Aktualisht, shumica e makinerive mbështjellëse përdorin gjilpëra të rrumbullakëta, ovale dhe të sheshta në formë diamanti. Për hala të rrumbullakëta dhe ovale, për shkak të ekzistencës së një harku të caktuar, do të çojë në deformim të veshit të poleve të bërthamës, në procesin e mëvonshëm të shtypjes së bërthamës, por gjithashtu lehtë mund të shkaktojë rrudhje të brendshme dhe deformim të bërthamës. Për sa i përket gjilpërave të sheshta në formë diamanti, për shkak të ndryshimit të madh të madhësisë midis akseve të gjata dhe të shkurtra, tensioni i pjesës së shtyllës dhe diafragmës ndryshon ndjeshëm, duke kërkuar që motori i makinës të fryhet me shpejtësi të ndryshueshme, gjë që e bën procesin të vështirë kontrollimin, dhe shpejtësia e mbështjelljes është zakonisht e ulët.

Diagrami skematik i gjilpërave të zakonshme të dredha-dredha

Merrni si shembull gjilpërën më të ndërlikuar dhe më të zakonshme të sheshtë në formë diamanti, në procesin e mbështjelljes dhe rrotullimit të saj, pjesët e poleve pozitive dhe negative dhe diafragma mbështillen gjithmonë rreth gjashtë pikave qoshe të B, C, D, E, F. dhe G si pikë mbështetëse.

Diagrami skematik i rrotullimit të gjilpërës së dredha-dredha në formë diamanti

Prandaj, procesi i mbështjelljes mund të ndahet në mbështjellje segmentale me OB, OC, OD, OE, OF, OG si rreze, dhe duhet vetëm të analizohet ndryshimi i shpejtësisë së linjës në shtatë vargjet këndore midis θ0, θ1, θ2, θ3, θ4, θ5, θ6 dhe θ7, në mënyrë që të përshkruajnë plotësisht në mënyrë sasiore procesin e rrotullimit ciklik të gjilpërës mbështjellëse.

Skema skematike e këndeve të ndryshme të rrotullimit të gjilpërës

Në bazë të marrëdhënies trigonometrike mund të nxirret relacioni përkatës.

Nga ekuacioni i mësipërm, është e lehtë të shihet se kur gjilpëra e mbështjelljes është e mbështjellë me një shpejtësi këndore konstante, shpejtësia lineare e mbështjelljes dhe këndi i formuar midis pikës mbështetëse të gjilpërës dhe pjesëve të polit pozitiv dhe negativ dhe diafragmës janë në një marrëdhënie funksioni të segmentuar. Marrëdhënia e imazhit midis të dyve është simuluar nga Matlab si më poshtë:

Ndryshimet e shpejtësisë së mbështjelljes në kënde të ndryshme

Është intuitivisht e qartë se raporti i shpejtësisë maksimale lineare me shpejtësinë lineare minimale në procesin e mbështjelljes së gjilpërës së sheshtë në formë diamanti në figurë mund të jetë më shumë se 10 herë. Një ndryshim kaq i madh në shpejtësinë e linjës do të sjellë luhatje të mëdha në tensionin e elektrodave pozitive dhe negative dhe të diafragmës, e cila është shkaku kryesor i luhatjeve në tensionin e mbështjelljes. Luhatja e tepërt e tensionit mund të çojë në shtrirje të diafragmës gjatë procesit të mbështjelljes, tkurrje të diafragmës pas mbështjelljes dhe ndarje të vogël të shtresave në qoshet brenda bërthamës pas shtypjes së bërthamës. Në procesin e karikimit, zgjerimi i pjesës së shtyllës bën që stresi në drejtim të gjerësisë së bërthamës të mos përqendrohet, duke rezultuar në një moment përkuljeje, duke rezultuar në shtrembërim të pjesës së shtyllës, dhe bateria e përgatitur e litiumit përfundimisht shfaqet "S "deformim.

Imazhi CT dhe diagrami i çmontimit të bërthamës së deformuar "S".

Aktualisht, për të zgjidhur problemin e cilësisë së dobët të bërthamës (kryesisht deformimit) të shkaktuar nga forma e gjilpërës dredha-dredha, zakonisht përdoren dy metoda: dredha-dredha me tension të ndryshueshëm dhe dredha-dredha me shpejtësi të ndryshueshme.

1. Dredha me tension të ndryshueshëm: Merrni si shembull baterinë cilindrike, me shpejtësi këndore konstante, shpejtësia lineare rritet me numrin e shtresave të mbështjelljes, gjë që çon në rritjen e tensionit. Dredha me tension të ndryshueshëm, domethënë përmes sistemit të kontrollit të tensionit, në mënyrë që tensioni i aplikuar në pjesën e shtyllës ose diafragmën me rritjen e numrit të shtresave të mbështjelljes dhe zvogëlimin linear, në mënyrë që në rastin e shpejtësisë së rrotullimit konstant, por ende mund të të bëjë të gjithë procesin e mbështjelljes së tensionit sa më shumë që të jetë e mundur të mbajë një konstante. Një numër i madh i eksperimenteve të mbështjelljes me tension të ndryshueshëm kanë çuar në përfundimet e mëposhtme:
a. Sa më i vogël të jetë tensioni i mbështjelljes, aq më i mirë është efekti i përmirësimit në deformimin e bërthamës.
b. Gjatë mbështjelljes me shpejtësi konstante, me rritjen e diametrit të bërthamës, tensioni zvogëlohet në mënyrë lineare me një rrezik më të ulët deformimi sesa me mbështjelljen me tension konstant.
2. Dredha-dredha me shpejtësi të ndryshueshme: Merrni si shembull qelizën katrore, zakonisht përdoret një gjilpërë e sheshtë dredha-dredha në formë diamanti. Kur gjilpëra mbështillet me një shpejtësi këndore konstante, shpejtësia lineare luhatet ndjeshëm, duke rezultuar në dallime të mëdha në ndarjen e shtresave në qoshet e bërthamës. Në këtë kohë, nevoja për shpejtësi lineare ndryshon zbritjen e kundërt të ligjit të ndryshimit të shpejtësisë rrotulluese, pra mbështjelljen e shpejtësisë së rrotullimit me ndryshimin dhe ndryshimin e këndit, në mënyrë që të realizohet procesi i dredha-dredha të luhatjeve të shpejtësisë lineare sa më të vogël. sa më shumë që të jetë e mundur, në mënyrë që të sigurohet që tensioni të luhatet në intervalin e vlerës së amplitudës së vogël.

Shkurtimisht, forma e gjilpërës dredha-dredha mund të ndikojë në rrafshimin e veshit të shtyllës (rendimenti i bërthamës dhe performanca elektrike), shpejtësia e mbështjelljes (produktiviteti), uniformiteti i stresit të brendshëm të bërthamës (problemet e deformimit të pamjes) etj. Për bateritë cilindrike, zakonisht përdoren hala të rrumbullakëta; për bateritë katrore, zakonisht përdoren gjilpëra rombike eliptike ose të sheshta (në disa raste, gjilpërat e rrumbullakëta mund të përdoren gjithashtu për të mbështjellë dhe rrafshuar bërthamën për të formuar një bërthamë katrore). Për më tepër, një sasi e madhe e të dhënave eksperimentale tregojnë se cilësia e bërthamave ka një ndikim të rëndësishëm në performancën elektrokimike dhe performancën e sigurisë së baterisë përfundimtare.

Bazuar në këtë, ne kemi renditur disa shqetësime dhe masa paraprake kryesore në procesin e mbështjelljes së baterive të litiumit, me shpresën për të shmangur sa më shumë që të jetë e mundur operacionet e pahijshme në procesin e mbështjelljes, në mënyrë që të prodhojmë bateri litium që plotësojnë kërkesat e cilësisë.

Për të vizualizuar defektet e bërthamës, bërthama mund të zhytet në rrëshirë epokside me ngjitës AB për forcimin, dhe më pas seksioni kryq mund të pritet dhe lustrohet me letër zmerile. Është mirë që mostrat e përgatitura të vëzhgohen nën një mikroskop ose mikroskop elektronik skanues, në mënyrë që të merret harta e defektit të brendshëm të bërthamës.

Harta e defektit të brendshëm të bërthamës
(a) Figura tregon një bërthamë të kualifikuar pa defekte të dukshme të brendshme.
(b) Në figurë, pjesa e shtyllës është dukshëm e përdredhur dhe e deformuar, gjë që mund të lidhet me tensionin e mbështjelljes, tensioni është shumë i madh për të shkaktuar rrudha të pjesës së shtyllës dhe ky lloj defekti do të bëjë që ndërfaqja e baterisë të përkeqësohet dhe litiumi reshjet, të cilat do të përkeqësojnë performancën e baterisë.
(c) Ekziston një substancë e huaj midis elektrodës dhe diafragmës në figurë. Ky defekt mund të çojë në vetë-shkarkim serioz dhe madje të shkaktojë probleme sigurie, por zakonisht mund të zbulohet në testin Hi-pot.
(d) Elektroda në figurë ka një model defekti negativ dhe pozitiv, i cili mund të çojë në kapacitet të ulët ose reshje litiumi.
(e) Elektroda në figurë ka pluhur të përzier brenda, gjë që mund të çojë në rritjen e vetëshkarkimit të baterisë.

Për më tepër, defektet brenda bërthamës mund të karakterizohen gjithashtu nga testimi jo shkatërrues, siç është testimi me rreze X dhe CT. Më poshtë është një hyrje e shkurtër për disa defekte të zakonshme të procesit thelbësor:

1. Mbulim i dobët i pjesës së shtyllës: pjesa e shtyllës negative lokale nuk është plotësisht e mbuluar me pjesë të shtyllës pozitive, gjë që mund të çojë në deformim të baterisë dhe reshje litiumi, duke rezultuar në rreziqe të mundshme sigurie.

2. Deformimi i pjesës së shtyllës: pjesa e shtyllës deformohet nga nxjerrja, e cila mund të shkaktojë qark të shkurtër të brendshëm dhe të sjellë probleme serioze sigurie.

Vlen të theksohet se në vitin 2017, rasti i bujshëm i shpërthimit të celularit samsung note7, rezultati i hetimit është për shkak se elektroda negative brenda baterisë është shtrydhur për të shkaktuar një qark të shkurtër të brendshëm, duke shkaktuar kështu shpërthimin e baterisë, aksidenti ka shkaktuar elektronikë samsung. humbje prej më shumë se 6 miliardë dollarësh.

3. Lëndët e huaja metalike: lënda e huaj metalike është performanca e vrasës së baterive litium-jon, mund të vijë nga pasta, pajisjet ose mjedisi. Grimcat më të mëdha të lëndës së huaj metalike mund të shkaktojnë drejtpërdrejt një qark të shkurtër fizik dhe kur lënda e huaj metalike përzihet në elektrodën pozitive, ajo do të oksidohet dhe më pas do të depozitohet në sipërfaqen e elektrodës negative, duke shpuar diafragmën dhe në fund duke shkaktuar një të brendshme qark i shkurtër në bateri, i cili përbën një rrezik serioz për sigurinë. Lëndët e huaja të zakonshme metalike janë Fe, Cu, Zn, Sn dhe kështu me radhë.

Makina dredha-dredha e baterisë së litiumit përdoret për mbështjelljen e qelizave të baterisë së litiumit, e cila është një lloj pajisjeje për montimin e fletës së elektrodës pozitive, fletës së elektrodës negative dhe diafragmës në një paketë bërthamore (JR: JellyRoll) me rrotullim të vazhdueshëm. Pajisjet e prodhimit të dredha-dredha vendase filluan në vitin 2006, nga dredha-dredha gjysmë automatike e rrumbullakët, gjysmë automatike katrore, prodhimi i automatizuar i filmit, dhe më pas u zhvilluan në automatizim të kombinuar, makinë mbështjellëse filmi, makinë dredha-dredha me lazer, makinë mbështjellëse të vazhdueshme anode, mbështjellje të vazhdueshme të diafragmës makinë, e kështu me radhë.

Këtu, ne rekomandojmë veçanërisht makinën e sheshtë me dredha-prerje dhe shtytje me lazer Yixinfeng. Kjo makinë kombinon teknologjinë e përparuar të prerjes me lazer, procesin efikas të mbështjelljes dhe funksionin e saktë të shtytjes, të cilat mund të përmirësojnë shumë efikasitetin e prodhimit dhe cilësinë e baterisë së litiumit. Ajo ka përparësitë e mëposhtme të rëndësishme:


1. Prerje me prerje me precizion të lartë: Siguroni madhësinë e saktë të pjesës së shtyllës dhe diafragmës, reduktoni mbetjet materiale dhe përmirësoni qëndrueshmërinë e baterisë.
2. Dredha e qëndrueshme: Mekanizmi i optimizuar i mbështjelljes dhe sistemi i kontrollit siguron strukturë të ngushtë dhe të qëndrueshme të bërthamës, redukton rezistencën e brendshme dhe përmirëson performancën e baterisë.
3. Nivelim me efikasitet të lartë: Dizajni unik i nivelimit e bën sipërfaqen e bërthamave të sheshtë, redukton stresin e brendshëm të pabarabartë dhe zgjat jetën e baterisë.
4. Kontroll inteligjent: I pajisur me ndërfaqe të avancuar të ndërveprimit njeri-kompjuter, ai realizon vendosjen e saktë të parametrave dhe monitorimin në kohë reale, funksionimin e lehtë dhe mirëmbajtjen e lehtë.
5. Gama e gjerë e përputhshmërisë: mund të bëjë gjithashtu 18, 21, 32, 46, 50, 60 të gjitha modelet e baterive, për të përmbushur nevojat tuaja të ndryshme të prodhimit.

Pajisjet e baterive litium-jon
Zgjidhni makinën prerëse, mbështjellëse dhe shtytëse me lazer Yixinfeng për të sjellë cilësi dhe efikasitet më të lartë për prodhimin e baterisë suaj të litiumit!