Lityum batareyani o'rash mashinasi: printsiplar, asosiy jarayonlar va sifatni nazorat qilish bo'yicha ko'rsatmalar

Lityum-ion batareyalarni ishlab chiqarish jarayonida odatda jarayonni ajratishning bir necha yo'li mavjud. Jarayonni uchta asosiy jarayonga bo'lish mumkin: elektrod ishlab chiqarish, yig'ish jarayoni va hujayra sinovi (quyidagi rasmda ko'rsatilgandek), shuningdek, uni o'rashdan oldingi va o'rashdan keyingi jarayonlarga ajratadigan kompaniyalar ham mavjud va bu demarkatsiya nuqtasi o'rash jarayoni. Kuchli integratsiya funktsiyasi tufayli batareyaning tashqi ko'rinishini dastlabki qolipga aylantira oladi, shuning uchun lityum-ion batareyani ishlab chiqarishda o'rash jarayoni asosiy rol o'ynaydi, o'ralgan yadro tomonidan ishlab chiqarilgan o'rash jarayoni ko'pincha yalang'och deb ataladi. batareya xujayrasi (Jelly-Roll, JR deb ataladi).

Lityum-ion batareyani ishlab chiqarish jarayoni
Lityum-ion batareyani ishlab chiqarish jarayonida yadro o'rash jarayoni quyidagicha ko'rsatilgan. Muayyan operatsiya musbat qutb qismini, salbiy qutb qismini va izolyatsiya plyonkasini o'rash mashinasining igna mexanizmi orqali birga siljitishdir va qo'shni ijobiy va salbiy qutb qismlari qisqa tutashuvni oldini olish uchun izolyatsiya plyonkasi bilan izolyatsiya qilinadi. O'rash tugagandan so'ng, yadro parchalanishiga yo'l qo'ymaslik uchun yopishtiruvchi yopishtiruvchi qog'oz bilan o'rnatiladi va keyingi jarayonga o'tadi. Ushbu jarayonda asosiy narsa ijobiy va salbiy elektrodlar o'rtasida hech qanday jismoniy aloqa yo'qligi va salbiy elektrod varag'i gorizontal va vertikal yo'nalishda musbat elektrod varag'ini to'liq qoplashi mumkin.

O'rash jarayonining sxematik diagrammasi
Yadroning o'rash jarayonida, odatda, ikkita rulonli pin oldindan o'rash uchun diafragmaning ikki qatlamini qisadi va keyin musbat yoki salbiy qutb qismini o'z navbatida oziqlantiradi va qutb qismi o'rash uchun diafragmaning ikki qatlami orasiga mahkamlanadi. Yadroning uzunlamasına yo'nalishi bo'yicha diafragma salbiy diafragmadan oshib ketadi va salbiy diafragma musbat diafragmadan oshib ketadi, shuning uchun musbat va salbiy diafragma o'rtasidagi kontakt qisqa tutashuvi oldini oladi.

O'ralgan igna siqish diafragmasining sxematik diagrammasi

Avtomatik o'rash mashinasining fizik chizmasi

O'rash mashinasi yadro o'rash jarayonini amalga oshirish uchun asosiy uskunadir. Yuqoridagi diagrammaga asoslanib, uning asosiy komponentlari va funktsiyalari quyidagilardan iborat:

1. Qutb qismlarini ta'minlash tizimi: qutb qismlarini barqaror etkazib berishni ta'minlash uchun musbat va salbiy qutb qismlarini hidoyat ray bo'ylab mos ravishda AA tomoni va BB tomoni orasidagi diafragmaning ikki qatlamiga o'tkazing.
2. Diafragmani ochish tizimi: Diafragmalarni o'rash ignasiga avtomatik va uzluksiz etkazib berishni amalga oshirish uchun yuqori va pastki diafragmalarni o'z ichiga oladi.
3. Kuchlanishni nazorat qilish tizimi: o'rash jarayonida diafragmaning doimiy kuchlanishini nazorat qilish.
4. O'rash va yopishtirish tizimi: o'rashdan keyin yadrolarni yopishtirish va mahkamlash uchun.
5. Yukni tushirish konveyer tizimi: yadrolarni ignalardan avtomatik ravishda demontaj qiling va ularni avtomatik konveyer tasmasi ustiga tashlang.
6. Oyoq tugmasi: g'ayritabiiy holat bo'lmasa, o'rashning normal ishlashini nazorat qilish uchun oyoq tugmachasini bosing.
7. Inson va kompyuterning o'zaro ta'siri interfeysi: parametrlarni sozlash, qo'lda disk raskadrovka, signal signallari va boshqa funktsiyalar bilan.

O'rash jarayonining yuqoridagi tahlilidan ko'rinib turibdiki, elektr yadrosining o'rashi ikkita muqarrar bo'g'inni o'z ichiga oladi: ignani itarish va ignani tortish.
Igna jarayonini suring: ikki rulonli igna igna silindrini surish ta'sirida diafragmaning har ikki tomoni orqali cho'ziladi, gilzaga kiritilgan igna tsilindrining birikmasidan hosil bo'lgan ikkita rulon igna, igna rulolari. diafragmani qisish uchun yaqin, bir vaqtning o'zida ikkita rulonli ignalar asosiy o'rashning yadrosi sifatida, asosan nosimmetrik shaklni hosil qilish uchun birlashadi.

Igna itarish jarayonining sxematik diagrammasi

Ignani pompalash jarayoni: yadro o'rash tugallangandan so'ng, ikkita igna igna pompasi tsilindrining ta'sirida tortiladi, igna tsilindri gilzadan chiqariladi, igna qurilmasidagi to'p bahor ta'sirida ignani yopadi, va ikkita igna qarama-qarshi yo'nalishda o'raladi va ignaning bo'sh uchining o'lchami igna va yadroning ichki yuzasi o'rtasida ma'lum bo'shliq hosil qilish uchun kichraytiriladi va igna ushlab turuvchi gilzaga nisbatan tortilgan holda, ignalar va ignalar yadro silliq ravishda ajratilishi mumkin.

Igna olish jarayonining sxematik diagrammasi

Yuqoridagi ignani surish va tortib olish jarayonida "igna" ignani nazarda tutadi, bu o'rash mashinasining asosiy komponenti sifatida o'rash tezligi va yadro sifatiga sezilarli ta'sir ko'rsatadi. Hozirgi vaqtda o'rash mashinalarining ko'pchiligi yumaloq, tasvirlar va tekis olmos shaklidagi ignalardan foydalanadi. Dumaloq va oval ignalar uchun, ma'lum bir yoy mavjudligi sababli, yadroning qutb qulog'ining deformatsiyasiga olib keladi, keyinchalik yadro bosish jarayonida, shuningdek, ichki ajinlar va yadroning deformatsiyasiga olib kelishi oson. Yassi olmos shaklidagi ignalarga kelsak, uzun va qisqa o'qlar o'rtasidagi katta o'lchamdagi farq tufayli, qutb qismi va diafragmaning kuchlanishi sezilarli darajada o'zgarib turadi, bu esa haydovchi motorini o'zgaruvchan tezlikda shamollashni talab qiladi, bu jarayonni nazorat qilishni qiyinlashtiradi, va o'rash tezligi odatda past bo'ladi.

Umumiy o'rash ignalarining sxematik diagrammasi

Misol tariqasida eng murakkab va keng tarqalgan tekis olmos shaklidagi ignani oling, uni o'rash va aylantirish jarayonida ijobiy va salbiy qutb qismlari va diafragma har doim B, C, D, E, F burchaklarining oltita burchak nuqtasiga o'raladi. va G qo'llab-quvvatlash nuqtasi sifatida.

Yassi olmos shaklidagi o'ralgan igna aylanishining sxematik diagrammasi

Shuning uchun, o'rash jarayonini radius sifatida OB, OC, OD, OE, OF, OG bilan segmentli o'rashga bo'lish mumkin va faqat th0, th1, th2 orasidagi etti burchak oralig'ida chiziq tezligining o'zgarishini tahlil qilish kerak, O'rash ignasining tsiklik aylanish jarayonini to'liq miqdoriy tavsiflash uchun th3, th4, th5, th6 va th7.

Igna aylanishining turli burchaklarining sxematik diagrammasi

Trigonometrik munosabatga asoslanib, tegishli munosabatni olish mumkin.

Yuqoridagi tenglamadan shuni ko'rish mumkinki, o'rash ignasi doimiy burchak tezligida o'ralganida, o'rashning chiziqli tezligi va ignaning tayanch nuqtasi va musbat va manfiy qutb qismlari va diafragma o'rtasida hosil bo'lgan burchakka teng bo'ladi. segmentlangan funksiya munosabatida. Ikkala o'rtasidagi tasvir aloqasi Matlab tomonidan quyidagicha simulyatsiya qilingan:

Turli burchaklardagi o'rash tezligining o'zgarishi

Shakldagi tekis olmos shaklidagi ignani o'rash jarayonida maksimal chiziqli tezlikning minimal chiziqli tezligiga nisbati 10 martadan ko'proq bo'lishi mumkinligi intuitiv ravishda aniq. Chiziq tezligining bunday katta o'zgarishi musbat va manfiy elektrodlar va diafragma tarangligida katta tebranishlarga olib keladi, bu esa o'rash kuchlanishining o'zgarishining asosiy sababidir. Haddan tashqari kuchlanish tebranishlari o'rash jarayonida diafragmaning cho'zilishiga, o'rashdan keyin diafragmaning qisqarishiga va yadroni bosgandan keyin yadro ichidagi burchaklardagi kichik qatlam oralig'iga olib kelishi mumkin. Zaryadlash jarayonida qutb bo'lagining kengayishi yadroning kengligi yo'nalishi bo'yicha stressni keltirib chiqaradi, natijada egilish momenti konsentratsiyalanmagan, natijada qutb bo'lagining buzilishi va tayyorlangan lityum batareya oxirida paydo bo'ladi "S. "deformatsiya.

KT tasviri va "S" deformatsiyalangan yadroning demontaj diagrammasi

Hozirgi vaqtda o'rash ignasi shaklidan kelib chiqadigan yomon yadro sifati (asosan deformatsiya) muammosini hal qilish uchun odatda ikkita usul qo'llaniladi: o'zgaruvchan kuchlanishli o'rash va o'zgaruvchan tezlikni o'rash.

1. O'zgaruvchan kuchlanish sargisi: Misol sifatida silindrsimon batareyani oling, doimiy burchak tezligida chiziqli tezlik o'rash qatlamlari soni bilan ortadi, bu esa kuchlanishning ko'tarilishiga olib keladi. O'zgaruvchan kuchlanishli o'rash, ya'ni kuchlanishni nazorat qilish tizimi orqali, shuning uchun o'rash qatlamlari sonining ko'payishi va chiziqli qisqarishi bilan qutb qismiga yoki diafragmaga qo'llaniladigan kuchlanish doimiy aylanish tezligida, lekin baribir mumkin. kuchlanishning butun o'rash jarayonini doimiy ushlab turish uchun iloji boricha amalga oshiring. Ko'p sonli o'zgaruvchan kuchlanishli o'rash tajribalari quyidagi xulosalarga olib keldi:
a. O'rash kuchlanishi qanchalik kichik bo'lsa, yadro deformatsiyasiga yaxshi ta'sir qiladi.
b. Doimiy tezlikni o'rash paytida, yadro diametri ortib borishi bilan, kuchlanish doimiy kuchlanishli o'rashga qaraganda pastroq deformatsiya xavfi bilan chiziqli ravishda kamayadi.
2. O'zgaruvchan tezlikni o'rash: Misol sifatida kvadrat hujayrani oling, odatda tekis olmos shaklidagi o'rash ignasi ishlatiladi. Igna doimiy burchak tezligida o'ralgan bo'lsa, chiziqli tezlik sezilarli darajada o'zgarib turadi, natijada yadro burchaklaridagi qatlam oralig'ida katta farqlar paydo bo'ladi. Bu vaqtda chiziqli tezlikni o'zgartirish zarurati aylanish tezligining o'zgarishi qonunining teskari chiqarilishini o'zgartiradi, ya'ni chiziqli tezlik tebranishlarini o'rash jarayonini kichik darajada amalga oshirish uchun aylanish tezligini burchak o'zgarishi va o'zgarishi bilan o'rash. iloji boricha, kuchlanishning kichik amplituda qiymati oralig'ida o'zgarishini ta'minlash uchun.

Muxtasar qilib aytganda, o'rash ignasi shakli qutb qulog'ining tekisligiga (yadro rentabelligi va elektr ishlashi), o'rash tezligiga (hosildorlik), yadro ichki kuchlanishining bir xilligiga (tashqi ko'rinish deformatsiyasi muammolari) va boshqalarga ta'sir qilishi mumkin. Silindrsimon batareyalar uchun odatda yumaloq ignalar ishlatiladi; kvadrat batareyalar uchun odatda elliptik yoki tekis rombik ignalar ishlatiladi (ba'zi hollarda dumaloq ignalar kvadrat yadro hosil qilish uchun yadroni shamollash va tekislash uchun ham ishlatilishi mumkin). Bundan tashqari, eksperimental ma'lumotlarning katta miqdori yadrolarning sifati yakuniy batareyaning elektrokimyoviy ko'rsatkichlari va xavfsizlik ko'rsatkichlariga muhim ta'sir ko'rsatadi.

Shunga asoslanib, biz sifat talablariga javob beradigan lityum batareyalarni ishlab chiqarish uchun iloji boricha o'rash jarayonida noto'g'ri operatsiyalarga yo'l qo'ymaslik umidida lityum batareyalarni o'rash jarayonida ba'zi asosiy tashvishlar va ehtiyot choralarini saralab oldik.

Asosiy nuqsonlarni ko'rish uchun yadroni davolash uchun AB elimli epoksi qatroniga botirish mumkin, so'ngra kesmani kesish va zımpara bilan parlatish mumkin. Yadroning ichki nuqsonli xaritasini olish uchun tayyorlangan namunalarni mikroskop yoki skanerlash elektron mikroskop ostida kuzatish yaxshidir.

Yadroning ichki nuqsonlari xaritasi
(a) Rasmda aniq ichki nuqsonlarsiz malakali yadro ko'rsatilgan.
(b) Rasmda qutb bo'lagi aniq o'ralgan va deformatsiyalangan, bu o'rash tarangligi bilan bog'liq bo'lishi mumkin, kuchlanish qutb qismining ajinlarini keltirib chiqarishi uchun juda katta va bu turdagi nuqsonlar batareya interfeysini yomonlashtiradi va lityum yog'ingarchilik, bu batareyaning ishlashini yomonlashtiradi.
v) rasmdagi elektrod va diafragma orasida begona modda bor. Bu nuqson jiddiy o'z-o'zidan zaryadsizlanishiga olib kelishi va hatto xavfsizlik muammolariga olib kelishi mumkin, lekin odatda Hi-pot testida aniqlanishi mumkin.
(d) Rasmdagi elektrod salbiy va ijobiy nuqson namunasiga ega, bu esa past sig'imga yoki lityum yog'inlariga olib kelishi mumkin.
(e) Rasmdagi elektrod ichida chang aralashib ketgan, bu batareyaning o'z-o'zidan zaryadsizlanishiga olib kelishi mumkin.

Bundan tashqari, yadro ichidagi nuqsonlar, odatda ishlatiladigan rentgen va kompyuter tomografiyasi kabi buzilmaydigan sinovlar bilan ham tavsiflanishi mumkin. Quyida ba'zi umumiy asosiy jarayon nuqsonlari haqida qisqacha ma'lumot berilgan:

1. Qutb bo'lagining yomon qoplanishi: mahalliy salbiy qutb qismi ijobiy qutb bo'lagi bilan to'liq qoplanmagan, bu batareyaning deformatsiyasiga va lityum yog'inlariga olib kelishi mumkin, bu esa potentsial xavfsizlik xavfiga olib keladi.

2. Qutb qismining deformatsiyasi: qutb qismi ekstruziya bilan deformatsiyalanadi, bu ichki qisqa tutashuvni keltirib chiqarishi va jiddiy xavfsizlik muammolarini keltirib chiqarishi mumkin.

Eslatib o‘tamiz, 2017-yilda shov-shuvli samsung note7 uyali telefon portlash ishi, tergov natijasiga ko‘ra, akkumulyator ichidagi manfiy elektrod siqilib, ichki qisqa tutashuvga sabab bo‘lgan, shu tariqa batareyaning portlashiga sabab bo‘lgan, avariya samsung elektronikasini keltirib chiqargan. 6 milliard dollardan ortiq zarar ko'rdi.

3. Metall begona moddalar: metall begona moddalar lityum-ion batareya qotilining ishlashi bo'lib, pastadan, uskunadan yoki atrof-muhitdan kelib chiqishi mumkin. Metall begona moddalarning kattaroq zarralari to'g'ridan-to'g'ri jismoniy qisqa tutashuvga olib kelishi mumkin va metall begona moddalar musbat elektrodga aralashtirilganda, u oksidlanadi va keyin salbiy elektrod yuzasiga yotqiziladi, diafragmani teshadi va oxir-oqibat ichki qismni keltirib chiqaradi. batareyada qisqa tutashuv, bu jiddiy xavfsizlik xavfini keltirib chiqaradi. Keng tarqalgan metall begona moddalar Fe, Cu, Zn, Sn va boshqalar.

Lityum batareyani o'rash mashinasi lityum batareya xujayralarini o'rash uchun ishlatiladi, bu musbat elektrod varag'i, salbiy elektrod varag'i va diafragmani yadro to'plamiga (JR: JellyRoll) doimiy aylanish orqali yig'ish uchun bir turdagi uskunadir. Mahalliy o'rash ishlab chiqarish uskunalari 2006 yilda yarim avtomatik dumaloq, yarim avtomatik kvadrat o'rash, avtomatlashtirilgan plyonka ishlab chiqarishdan boshlangan va keyin kombinatsiyalangan avtomatlashtirish, kino o'rash mashinasi, lazerli o'rash mashinasi, anodli uzluksiz o'rash mashinasi, diafragma uzluksiz o'rashga aylangan. mashina va boshqalar.

Bu erda, ayniqsa, Yixinfeng lazerli o'rash va itarish tekis mashinasini tavsiya qilamiz. Ushbu mashina ilg'or lazerli kesish texnologiyasini, samarali o'rash jarayonini va lityum batareyaning ishlab chiqarish samaradorligini va sifatini sezilarli darajada yaxshilaydigan aniq surish funktsiyasini birlashtiradi. U quyidagi muhim afzalliklarga ega:


1. Yuqori aniqlikdagi qolipni kesish: qutb qismi va diafragmaning aniq o'lchamini ta'minlang, moddiy chiqindilarni kamaytiring va batareyaning mustahkamligini yaxshilang.
2. Barqaror o'rash: Optimallashtirilgan o'rash mexanizmi va nazorat qilish tizimi qattiq va barqaror yadro tuzilishini ta'minlaydi, ichki qarshilikni kamaytiradi va batareyaning ishlashini yaxshilaydi.
3. Yuqori samarali tekislash: Noyob tekislash dizayni yadrolarning sirtini tekis qiladi, notekis ichki stressni kamaytiradi va batareyaning ishlash muddatini uzaytiradi.
4. Intellektual boshqaruv: ilg'or inson-kompyuter o'zaro ta'sir interfeysi bilan jihozlangan, u to'g'ri parametr sozlamalari va real vaqt rejimida monitoringni amalga oshiradi, qulay foydalanish va oson parvarishlash.
5. Muvofiqlikning keng doirasi: turli xil ishlab chiqarish ehtiyojlarini qondirish uchun u 18, 21, 32, 46, 50, 60 batareya hujayralarining barcha modellarini ham qila oladi.

Lityum-ionli batareyali uskunalar
Lityum batareya ishlab chiqarish uchun yuqori sifat va samaradorlikni ta'minlash uchun Yixinfeng lazerli kesish, o'rash va itarish mashinasini tanlang!