Batería de litio Los 10 equipos clave principales - Equipo de paquete de bolsa - Taipu Technology

La línea de ensamblaje de baterías de paquete de bolsa es una parte crucial de los procesos de etapa media a tardía en la fabricación de baterías de litio. Es el principal responsable de manejar las celdas desnudas ensambladas o enrolladas y realizar operaciones como soldadura de pestañas, encintado, carcasa de celda y sellado de la parte superior. El principio de diseño de la línea de montaje se basa en el ...

Batería de litio Los 10 equipos clave principales: equipo de paquete de bolsa

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La línea de ensamblaje de baterías de paquete de bolsa es una parte crucial de los procesos de etapa media a tardía en la fabricación de baterías de litio. Es el principal responsable de manejar las celdas desnudas ensambladas o enrolladas y realizar operaciones como soldadura de pestañas, encintado, carcasa de celda y sellado de la parte superior. El principio de diseño de la línea de montaje se basa en el proceso de producción de baterías de litio, teniendo en cuenta factores como el tamaño de la celda, la estructura y la eficiencia de producción deseada.

1.Visión general debolsa Línea de montaje de paquetes
1.1 Principios de diseño y principios de la línea de montaje

La selección de la forma de la línea de montaje de las baterías de bolsa está determinada principalmente por las especificaciones de tamaño de las celdas. Para celdas con una longitud inferior a 390 mm, la máquina de soldadura de pestañas, la máquina de empaque y la sección posterior de la máquina de empaque generalmente adoptan una estructura de plataforma giratoria impulsada por un divisor de levas. Esta disposición estructural es compacta y ocupa una pequeña superficie de suelo. Sin embargo, está limitado por la precisión de la plataforma giratoria. Cuanto más grande sea la plataforma giratoria, menor será la precisión de ensamblaje de las celdas. Además, el aumento de la carga también afecta la dificultad y la eficiencia de arrancar y detener la plataforma giratoria.

Para especificaciones de celdas con una longitud superior a 390 mm, la máquina de soldadura de pestañas, la máquina de embalaje y la sección posterior de la máquina de embalaje generalmente adoptan una estructura lineal. Este diseño permite un posicionamiento preciso durante la conmutación de estaciones para baterías grandes y ofrece una alta eficiencia en la conmutación de estaciones, lo que proporciona un mejor potencial para mejorar la eficiencia de la producción. Sin embargo, este diseño tiene el inconveniente de ocupar un área de piso relativamente estrecha, y el mecanismo de accionamiento para la conmutación de estaciones es más complejo, lo que resulta en costos relativamente más altos. El diseño de una línea de montaje lineal se muestra en el siguiente diagrama.

Diseño de línea de montaje en línea recta

1.2Ensamblaje líneaeficacia distribución

En el proceso de diseño de la línea de construcción, el control del ritmo depende principalmente de las limitaciones de la estación de cuello de botella de la producción de cada estación. Por ejemplo, el requisito de capacidad de producción real es de 8 PPM. Con respecto a la capacidad de producción integral del equipo, el diseño real generalmente se basa en 10 PPM, y el límite de trabajo límite es Las posiciones se llevarán a cabo de manera multiestación, como el mecanismo de alimentación de la lámina protectora en la soldadura previa de pestañas de la sección de la máquina de soldar, el mecanismo de alimentación de pestañas en la soldadura de pestañas, el tiempo de empaque de sellado superior e inferior, el tiempo de empaque de sellado lateral en la máquina de empaque, etc. Después de comparar los requisitos de capacidad de producción, calcule el tiempo de proceso requerido para cada estación. Si no se cumple, se requiere un diseño de múltiples estaciones. Por ejemplo, cuando el requisito de eficiencia del equipo es de 12 PPM, el tiempo de proceso y el tiempo de producción de cada celda de batería es de 5 segundos. Los requisitos de tiempo de empaquetado de algunos clientes alcanzan de 4 a 5 segundos, más el tiempo de conmutación de la estación de celdas de batería y el tiempo de acción del mecanismo de empaquetado. , no puede cumplir con los requisitos de eficiencia de producción, por lo que es necesario diseñar una estación de trabajo doble de esta estación para cumplir con los requisitos de eficiencia de producción. La distribución de ritmos de otras estaciones de trabajo es la misma.

1.3 Métodos logísticos

Cuando se ensamblan las baterías, se debe utilizar la logística para transferir y cambiar entre estaciones de trabajo. Por lo tanto, es necesario seleccionar métodos logísticos razonables para las baterías en diferentes estados.

(1) Para las celdas desnudas descargadas de la máquina apiladora, para garantizar la eficiencia de transporte de las celdas y proteger la seguridad de las celdas, generalmente se usa el método de cadena de doble velocidad + abrazadera de celda. La cadena de doble velocidad tiene una alta eficiencia de transporte y es adecuada para la producción a largo plazo. Tiene las ventajas de transporte de larga distancia, carga grande, mantenimiento simple, etc., y el perfil de cadena de doble velocidad tiene una gran flexibilidad para establecer topes y otra instalación y ajuste de estructuras auxiliares. La desventaja es que la cadena de doble velocidad es propensa a la fricción y genera polvo. Para evitar el impacto del polvo en los núcleos de las baterías, algunos fabricantes utilizan líneas transportadoras de levitación magnética para transportar baterías desnudas, pero esto es costoso.

(2)Los núcleos eléctricos se transportan desde la máquina apiladora hasta la máquina de soldar. Cada estación de la máquina de soldar tiene altos requisitos para la precisión de posicionamiento de los núcleos eléctricos. Los núcleos eléctricos se cargan en el accesorio de soldadura y adoptan un método de transporte paso a paso. Con el fin de garantizar la precisión De acuerdo con los requisitos, el accionamiento adopta la estructura de circulación del servomotor + horquilla de cambio.

(3)Después de que los núcleos de la batería se descargan de la máquina de soldar, generalmente se utiliza el método de transporte de servomotor + correa síncrona. Esto puede garantizar el espaciado uniforme del transporte del núcleo de la batería y facilitar la precisión de las posiciones de agarre de descarga y carga del robot. Del mismo modo, se adopta el mismo método después de la máquina de embalaje, que es económico y eficiente.

1.4 Métodos y principios de posicionamiento celular

En la línea de ensamblaje de celdas de batería, el fabricante de la batería tiene ciertos requisitos de precisión dimensional para las celdas de batería en términos de proceso. Por lo tanto, las celdas de la batería deben colocarse antes de que la batería ingrese a la línea de montaje. Las celdas de la batería están colocadas sobre la misma base. Cada estación de trabajo posterior El ajuste también se basa en esto para garantizar la consistencia del ensamblaje de la batería.

La forma del cuerpo del núcleo de la batería es rectangular, por lo que, en términos de posicionamiento, generalmente se usan dos lados como referencia de posicionamiento, y los otros dos lados se usan para colocar el núcleo de la batería empujando. También puede utilizar el método de posicionamiento central del cuerpo de la batería para empujar el cuerpo de la batería hacia adelante, hacia atrás, hacia la izquierda y hacia la derecha al mismo tiempo. La elección del método de posicionamiento generalmente depende del tamaño del proceso, los requisitos del núcleo de la batería y la conveniencia del diseño estructural, siempre que el punto de referencia sea consistente.

1.5 Control de polvo

En el proceso de producción de baterías, el peligro más fatal es que el polvo metálico ingrese al cuerpo de la batería, causando una serie de problemas, como cortocircuitos e incendios en la batería. Para evitar que ocurra esta situación, es necesario controlar estrictamente las fuentes de polvo en la línea de montaje y eliminarlas tanto como sea posible. Para controlar el polvo, primero debemos averiguar la fuente del polvo y luego tomar medidas específicas.

(1)Línea transportadora de máquina de laminación (cadena de doble velocidad). Durante el proceso de transporte, la cadena de doble velocidad rozará con el perfil de la cadena de doble velocidad para generar mucho polvo. Para este tipo de polvo, es necesario instalar una placa a prueba de polvo en el cuerpo de la línea de cadena de doble velocidad para evitar que el polvo caiga sobre el núcleo de la batería. Al mismo tiempo, la abrazadera del núcleo de la batería debe ser lo más pequeña posible. El transportador se transporta mediante sujeción superior e inferior, y los accesorios vacíos en la línea de retorno se desempolvan en puntos fijos. El método de eliminación de polvo se lleva a cabo mediante soplado + succión. Dado que la línea es relativamente larga, es necesario aumentar la frecuencia de la limpieza manual para evitar la acumulación de polvo, etc.

(2)Línea de montaje. Cuando las baterías circulan en la línea de montaje, algunas estaciones de trabajo pueden generar polvo, como las estaciones de presoldadura, corte, soldadura de pestañas y estampado de soldadura de las pestañas. Siempre que haya una estación de corte o soldadura, se instalarán. Un mecanismo especial de eliminación de polvo realiza una recolección de polvo ininterrumpida. La siguiente imagen muestra el mapa de la estación de eliminación de polvo.

1.6 Control de calidad

Con el fin de garantizar la estabilidad y la consistencia de la calidad de la producción de baterías, habrá sensores de detección correspondientes para el control de calidad en todos los aspectos de la producción de baterías. Para la línea de montaje, las manifestaciones específicas son las siguientes:

(1) El sensor de color se utiliza para detectar la polaridad del núcleo de la batería entrante, principalmente para evitar que la batería se descargue al revés después de una intervención manual.

(2) Escanee el código de la batería para asegurarse de que la información de la batería se cargue en el sistema MES de manera oportuna, lo que facilita el seguimiento de la información de producción de la batería.

(3)La inspección por rayos X del núcleo de la batería se utiliza para detectar la alineación del núcleo de la batería y evitar la producción posterior de baterías muy desalineadas.

(4)Detección de polaridad de lengüeta y detección positiva y negativa para evitar errores de soldadura.

(5) Detección de pegamento después de la soldadura con lengüeta para evitar el contacto directo de la impresión de soldadura con la película de aluminio y plástico durante el embalaje posterior.

(6) Inspección del tamaño del CCD después de la soldadura de lengüetas para garantizar la consistencia del tamaño de la producción del núcleo de la batería.

(7)Después de soldar, se realiza la prueba Hi-pot en la celda de la batería para garantizar que no haya conductividad entre los terminales positivo y negativo de la celda soldada.

(8) Control de desviación de la película de plástico y aluminio para garantizar la tasa de rendimiento de perforación de la película de plástico y aluminio.

(9) Detección del tamaño CCD de la batería después del embalaje para garantizar la consistencia de la apariencia y el tamaño de la batería.

(10) Después de la encapsulación, se realiza la prueba Hi-pot en la batería para garantizar que no haya conductividad entre los terminales positivo y negativo de la celda encapsulada.

(11)La prueba de aislamiento de la batería después de la encapsulación se realiza para garantizar que no haya conductividad entre los terminales positivo y negativo de la celda encapsulada y la película de aluminio y plástico.

(12) Pruebe el grosor del sello de la batería después del empaque para garantizar la consistencia del sello de la batería después del empaque.

A través de la serie de métodos y puntos de control mencionados anteriormente, la calidad de la batería en toda la línea de ensamblaje se puede controlar de manera efectiva.

2. Funciones principales y descripción del equipo

Las baterías de litio son un tipo de batería que utiliza metal de litio o aleación de litio como material de electrodo negativo y utiliza una solución electrolítica no acuosa. Los componentes principales de las baterías de litio son electrodos positivos y negativos, electrolitos, separadores y carcasas. Las baterías de litio de paquete de bolsa son baterías con una carcasa de polímero colocada sobre una batería de iones de litio líquido y empaquetada con una película compuesta de aluminio y plástico. En comparación con las baterías cilíndricas y las baterías de aluminio, la composición de la batería es la misma, pero la forma del embalaje y la estructura física de la batería son diferentes, lo que hace que la forma de montaje y el proceso de producción de la batería sean diferentes. pilas de bolsa La estructura se muestra en la figura.

Estructura de la célula de la bolsa

Estructura de la célula de la bolsa

El proceso de producción de la línea de ensamblaje de baterías de paquetes de bolsas se puede dividir en tres partes: la primera parte es la parte de soldadura de pestañas, la segunda parte es la parte de la máquina de embalaje y la tercera parte es la parte de la punzonadora de foso

Los principales indicadores técnicos de una línea de montaje de celdas de bolsa son los siguientes:
(1) Tasa de calificación del producto: ≥99%.
(2) Eficiencia de producción general de la línea: dependiendo de los requisitos de la línea de producción.
(3) Número de operadores necesarios para la línea de producción: 2 personas.
(4) Tasa general de utilización del equipo: ≥98% [Fórmula de cálculo: (24 horas - tiempo de inactividad - tiempo de alarma)/24 × 100%].
(5) Tasa de calificación de equipos de embalaje: ≥98.8%.

3.Composición del equipo y estructuras clave
La línea de ensamblaje de celdas de bolsa consta principalmente de una máquina de soldadura de lengüetas de electrodos, una máquina de empaque y la máquina de post-empaque.

3.1 Máquina de soldar de lengüetas
La máquina de soldadura de pestañas es responsable de plegar y soldar previamente las pestañas de cobre o aluminio de las celdas desnudas recibidas de la máquina apiladora. Realiza procesos como la soldadura ultrasónica final de las pestañas, el aplanamiento de las impresiones de soldadura, la eliminación de polvo y la aplicación de adhesivo para prepararse para la posterior encapsulación en las bolsas de película de aluminio y plástico. Las estructuras clave de la máquina de soldadura de lengüetas de electrodos incluyen la presoldadura de las lengüetas de celdas, el corte de pestañas, la soldadura final de las lengüetas de celdas, el aplanamiento de la impresión de soldadura y la eliminación de polvo, y la aplicación de adhesivo.

La máquina de soldadura de lengüetas realiza la soldadura previa y la soldadura final de las lengüetas de las celdas desnudas recibidas de la máquina apiladora. Sus estructuras clave incluyen el corte de pestañas, la presoldadura de pestañas, la soldadura de pestaña a pestaña y la eliminación de polvo de impresión de soldadura.

La presoldadura de lengüetas consiste en plegar y soldar las lengüetas de cobre o aluminio de la célula, preparándolas para el proceso de soldadura final. Los componentes de esta estructura incluyen una máquina de presoldar, una base de máquina de soldar, un mecanismo de plegado y un mecanismo de eliminación de polvo. La estructura de la presoldadura de lengüetas se muestra en el diagrama.

Diagrama de estructura de la presoldadura de lengüetas

1) Presoldadura de lengüetas

La función y la acción de esta estructura se utilizan para realizar la presoldadura ultrasónica de las pestañas. El cabezal de soldadura debajo de la máquina de soldar es fijo (el diseño del cabezal de soldadura, la base de soldadura y la base deben comunicarse con el cliente). Una vez que las lengüetas de la celda están en su lugar, el cilindro se presiona hacia abajo La abrazadera de paleta alcanza la altura de trabajo previa a la soldadura y el polvo se recoge mientras se suelda; y las lengüetas se juntan durante la soldadura. Hay un dispositivo de protección en el núcleo de la batería soldada para evitar que la escoria de soldadura caiga en el núcleo de la batería. El cabezal de soldadura inferior tiene una cubierta antipolvo y hay un dispositivo de adsorción de polvo dentro de la cubierta antipolvo, que incluye un dispositivo de soplado y un dispositivo de adsorción de polvo para garantizar que el polvo de soldadura se pueda absorber limpiamente; Se requiere que la velocidad del viento de succión de polvo sea de ≥15 m / s.

Para la precisión de la posición de soldadura de la presoldadura de pestañas, se requiere que la desviación en la dirección hacia arriba y hacia abajo sea de ≤±0,2 mm, y la desviación en la dirección izquierda y derecha es de ≤±0,2 mm.

Observaciones: La línea de embalaje de soldadura debe estar conectada a los datos de acuerdo con la máquina de soldar, y puede recopilar parámetros clave de soldadura (los parámetros de soldadura incluyen energía, potencia, tiempo, presión, etc.), y puede recibir información anormal de soldadura relevante, realizar alarmas anormales y descargar la celda NG.

2) Corte de lengüetas

Diagrama de estructura del corte de lengüetas

La estructura de corte de lengüetas se utiliza principalmente para cortar cuidadosamente las lengüetas presoldadas de cobre y aluminio. Consta de cuchillas de corte superior e inferior, mecanismos de guía de cuchillas de corte superior e inferior, mecanismo de eliminación de polvo, conducto de guía de material de desecho, cilindro superior, cilindro inferior y otros componentes. La estructura del corte de la lengüeta del electrodo se muestra en la figura.

Esta estructura se utiliza para lograr el corte automático de las lengüetas de los electrodos positivos después de la presoldadura. Las herramientas de corte utilizan SKD11 con un recubrimiento de carbono similar al diamante para evitar la adherencia. Las herramientas de respaldo se utilizan en un enfoque uno a uno, y el tratamiento de carburo de tungsteno se puede aplicar a SKD11 según los requisitos del cliente. Hay un micrómetro digital para ajustar la posición de corte, lo que lo hace conveniente para el ajuste manual, y la cuchilla de corte corta la impresión de soldadura previa a la soldadura. El rango ajustable de la longitud de la lengüeta de corte es de 0-10 mm, con una precisión de corte de ±0,1 mm. El requisito de vida útil de la cuchilla de corte es que se pueda usar un mínimo de 300,000 veces (con un recordatorio para afilar cada 200,000 veces) y se puede volver a afilar más de 10 veces. Hay una cubierta a prueba de polvo en la cuchilla de corte, que aísla el mecanismo de corte del entorno externo. La campana a prueba de polvo tiene un dispositivo de adsorción de polvo para garantizar la limpieza mediante la adsorción de residuos de corte y polvo. El requisito de velocidad del flujo de aire de extracción de polvo es de ≥15 m / s. Hay una caja receptora dentro del mecanismo de corte para recoger el material de aluminio cortado. La placa de corte tiene un diseño convexo y la fuerza del resorte es ajustable. Antes de cortar, se presiona la película protectora por ambos lados para evitar que la película protectora se deforme y afecte a los procesos posteriores.

3.Soldadura final de lengüeta

El proceso de soldadura final de lengüetas consta del mecanismo de alimentación de lengüetas positivas / negativas y el proceso de soldadura principal de las lengüetas de electrodos positivos / negativos.

(1) Mecanismo de alimentación de lengüeta positiva / negativa: el mecanismo de alimentación de lengüeta positiva / negativa consta de un mecanismo de alimentación tipo cargador de pestañas, un dispositivo de elevación servo, un mecanismo de succión de pestañas, un mecanismo de posicionamiento secundario, un sensor de detección de mecanismo de revista, etc. Se utiliza para lograr la alimentación automática de pestañas positivas y negativas.

La función principal del mecanismo de alimentación de lengüetas positivas/negativas es el proceso crítico de soldar el mango conductor de lengüetas y las lengüetas positivas/negativas precortadas. En la producción real, las pestañas deben alimentarse continuamente. Para garantizar un cambio de material ininterrumpido sin detener la máquina, es necesario diseñar un mecanismo de búfer de lengüeta en el mecanismo. El robot de recuperación de pestañas debe tener una función de rotación para evitar errores en la orientación de las pestañas. La detección de polaridad de las pestañas consiste en detectar la polaridad de las pestañas positiva y negativa para evitar la colocación incorrecta por parte de los humanos. El mecanismo de posicionamiento de las lengüetas es necesario debido a la precisión de posición entre las lengüetas de la celda y las lengüetas durante la soldadura. Los puntos de referencia de posicionamiento pueden ser los lados de las pestañas y el adhesivo PP o el entorno de las pestañas, según los requisitos del cliente. El mecanismo de alimentación de las lengüetas sujeta de forma segura las lengüetas colocadas correctamente y las entrega a la posición predeterminada para la soldadura final. Debido a los requisitos de precisión posicional, el mecanismo de accionamiento es una combinación de un servomotor y un husillo de bolas para garantizar la precisión. El mecanismo de alimentación de pestañas positivas/negativas se muestra en la figura adjunta.

Mecanismo de alimentación de lengüeta positiva/negativa

Las funciones y acciones del mecanismo de carga de pestañas positivas/negativas son las siguientes:

un. Hay un total de 5 cargadores en el mecanismo del cargador. Los cargadores positivo y negativo se distinguen por colores y marcas. Un cargador puede contener 200 pestañas a la vez y puede funcionar de forma continua durante más de 2 horas con una sola alimentación.

b.Precisión dimensional de la pestaña para los materiales entrantes: Las pestañas se colocan manualmente en el clip durante la recepción del material. La batería utiliza procedimientos de cepillado, soplado de aire y agitación eléctrica para evitar múltiples piezas, lo que garantiza una tasa de calificación del 100%. La detección de la posición del mango conductor se utiliza para identificar los lados positivo y negativo. Las abrazaderas de terminales positivo y negativo se distinguen por color. La transferencia de 6 cargadores se completa con servos, y hay sensores en la posición de carga de material para detectar la presencia de materiales. La rotación del servo se adopta para evitar un desplazamiento de posicionamiento excesivo, que puede causar distorsión de las orejas de la pestaña.

c. El posicionamiento de la lengüeta utiliza el posicionamiento mecánico para colocar el lado corto del clip conductor y el pegamento de la lengüeta.

d. Para sujetar y cargar, se utiliza un cilindro de dedo para sujetar el mango conductor en el área más grande para evitar el deslizamiento del mango conductor. El método de servotransferencia logra una alimentación precisa y la precisión de posicionamiento de la pestaña es de ±0,2 mm.

(2)Soldadura principal de lengüetas de electrodos positivo/negativos. Los componentes principales de la soldadura principal de pestañas positivas / negativas son la máquina de soldadura ultrasónica, el mecanismo de posicionamiento, el sistema de detección, el sistema de recolección de polvo, etc. La soldadura principal de las lengüetas positivas/negativas es la que se muestra en la figura.

Soldadura principal de lengüeta positiva/negativa

La soldadura principal de lengüetas positivas/negativas se utiliza para lograr la soldadura ultrasónica de lengüetas positivas y negativas. El cabezal de soldadura inferior de este mecanismo es fijo y las pestañas están soldadas sobre las pestañas de la batería. Toda la máquina de soldar se puede ajustar horizontalmente para adaptarse a los requisitos del proceso.

Las características técnicas de la soldadura principal de lengüeta positiva / negativa son las siguientes:

a. La vida útil de un solo uso de la punta de soldadura / matriz inferior es de ≥ 50,000 veces y se puede volver a moler más de 5 veces en una sola superficie. La compatibilidad de la punta de soldadura / matriz inferior con el número de capas de soldadura de lengüeta es de ≤50 capas. El diseño de la punta de soldadura/matriz inferior y la base debe comunicarse con la Parte A.

b.Después de soldar, hay un dispositivo para detectar si la lengüeta está soldada al mango conductor. El sistema generará una alarma y activará el dispositivo NG (no bueno) si hay algún problema con la batería.

c. Los parámetros clave de la soldadura (los parámetros de soldadura incluyen energía, potencia, tiempo, presión, etc.) se pueden configurar con límites superior e inferior. Tiene las funciones de detección en línea, alarma anormal, exclusión de celda NG y mango conductor reservado para soldadura hacia arriba y hacia abajo.

d. Tratamiento de recolección de polvo: hay un dispositivo de protección en el costado del núcleo de la batería soldada para evitar que la escoria de soldadura caiga en el núcleo de la batería. Haga una cubierta antipolvo para seguir el movimiento del cabezal de soldadura y encienda el polvo durante la soldadura ultrasónica. La velocidad del viento de succión de polvo es de 20 m / s, lo que puede succionar eficazmente el polvo metálico.

e. Precisión: La precisión de posicionamiento de la pestaña es de ±0,2 mm; La precisión de la posición de soldadura es de ±0,2 mm hacia arriba y hacia abajo, y de ±0,2 mm hacia la izquierda y hacia la derecha.

f. Los parámetros de soldadura tienen almacenamiento local y tienen la función de interfaz para conectarse con MES. Se agrega un puerto de eliminación de polvo manual y la estación de soldadura tiene la función de verificar si la pestaña de soldadura está presente y detectar la pestaña después de soldar.

4) Eliminación de polvo de la soldadura de lengüetas

La eliminación del polvo de las marcas de soldadura de las lengüetas es crucial para la tasa de rendimiento y el rendimiento de seguridad del núcleo de la batería. La razón principal es que el proceso de soldadura ultrasónica es la soldadura por fricción mecánica, que producirá una gran cantidad de polvo metálico y muchas rebabas afiladas caerán en las marcas de soldadura. A veces también puede convertirse en una fuente de polvo metálico. Después de que este polvo metálico ingrese al cuerpo de la batería, perforará el separador entre los electrodos positivo y negativo, lo que provocará un cortocircuito en la batería y accidentes peligrosos como un incendio.

La eliminación de polvo de la pestaña se divide en dos partes: el mecanismo de aplanamiento del estampado de soldadura y el mecanismo de eliminación de polvo secundario del estampado de soldadura.

(1)Mecanismo de soldadura y aplanamiento. El aplanamiento del sello de soldadura consiste en estampar y aplanar el sello de soldadura después de la soldadura final de la pieza de la pestaña. Su objetivo principal es aplanar o eliminar las rebabas del sello de soldadura en la superficie de la pestaña después de la soldadura ultrasónica, para facilitar la eliminación de polvo secundario del sello de soldadura. Es fácil prepararse para el trabajo. También hay un puerto de succión de polvo en este mecanismo para eliminar el polvo de la escoria de soldadura que se presiona directamente y es fácil de aspirar.

El mecanismo de estampado y aplanado de soldadura consta de un mecanismo de movimiento del cilindro superior, un mecanismo de elevación inferior, un bloque de presión, una cubierta de vacío, etc. Se utiliza principalmente para realizar la conformación después de soldar las pestañas, la presión de conformación es de ≥500N y el material de la placa de presión es PEEK. No hay deformación después de dar forma, la posición de conformación es ajustable y el mecanismo de soldadura y aplanamiento es como se muestra en la figura.

Mecanismo de aplanamiento de impresión de soldadura

(2) Mecanismo de eliminación de polvo secundario de impresión de soldadura. El propósito de la eliminación de polvo secundario de la impresión de soldadura es eliminar de forma independiente el polvo de la impresión de soldadura, limpiando a fondo el polvo metálico que no fue eliminado por el mecanismo de aplanamiento.

El mecanismo secundario de eliminación de polvo consiste principalmente en un mecanismo de movimiento del cilindro, una cámara sellada, un mecanismo de cepillo, etc. Su función y acciones son las siguientes: usar un dispositivo de limpieza para limpiar el área de soldadura, asegurándose de que no haya partículas extrañas mayores de 50 μm después de la limpieza. También tiene un dispositivo de adsorción de polvo para garantizar una limpieza a fondo del polvo, con una velocidad de flujo de aire de extracción de polvo de ≥20 m / s. El proceso de limpieza no debe causar contaminación secundaria a la celda de la batería y no debe dañar las lengüetas de los electrodos. El mecanismo de eliminación de polvo secundario de la impresión de soldadura se muestra en la figura adjunta.

Mecanismo secundario de eliminación de polvo para soldadura de impresiones

El mecanismo de aplanamiento para las impresiones de soldadura y el mecanismo secundario de eliminación de polvo garantizan la suavidad de los procesos posteriores, como la aplicación del adhesivo y el embalaje, así como la fusión de aire caliente.

5.Encolado e inspección de pestañas

El pegado de las impresiones de las lengüetas se consigue mediante la aplicación de cinta adhesiva para garantizar que, durante el embalaje posterior, la superficie irregular de las impresiones no entre en contacto directo con la película de aluminio y plástico, evitando así el riesgo de perforar el adhesivo PP y entrar en contacto directo con la capa de aluminio.

El proceso de encolado e inspección de lengüetas consta de dos partes: el mecanismo de encolado de lengüetas y el mecanismo de inspección de encolado de lengüetas.

(1)Mecanismo de pegado de pestañas: el mecanismo de encolado de pestañas consta de un mecanismo de alimentación de cinta adhesiva, un mecanismo de tensión, un mecanismo de guía, un mecanismo de corte automático, un mecanismo de succión adhesiva, etc. El proceso de encolado implica mecanismos de encolado superior e inferior separados. El mecanismo de encolado se divide en mecanismo de encolado superior y mecanismo de encolado inferior, los cuales funcionan de la misma manera. La longitud de la cinta adhesiva es compatible con ≤100 mm y el ancho es de ≤25 mm. Asegura que la cinta adhesiva azul cubra completamente la impresión y los bordes inferiores de la pestaña, con un encolado limpio y sin presionar el adhesivo PP en el mango conductor. En el mecanismo de pegado, la tensión de la cinta adhesiva azul durante el proceso de tracción se controla mediante la tensión del resorte para garantizar que la cinta adhesiva azul no retroceda, se arrugue o se desprenda después del pegado, lo que resulta en una adhesión completa y adecuada. El material del cabezal de succión adhesivo es A6061 anodizado duro, que no daña la pestaña. Puede lograr una precisión de posición de encolado de ±0,2 mm, una precisión de alineación vertical de ±0,2 mm y una precisión de corte de ±0,2 mm. El diagrama del mecanismo de pegado de pestañas se muestra en la figura adjunta.

 Mecanismo de encolado de lengüetas

(2) Mecanismo de inspección de encolado de pestañas. El objetivo principal del mecanismo de inspección de pegado de lengüetas es detectar la presencia de cinta adhesiva en las impresiones de las lengüetas de la celda de la batería y aplanar la cinta adhesiva.

El mecanismo de inspección de pegado consta principalmente de cilindros, bloques de presión, sondas y otros componentes. El mecanismo para inspeccionar el pegado de las impresiones de las lengüetas se muestra en la figura adjunta.

Mecanismo de inspección de pegamento de impresión de soldadura

Después del tratamiento del mecanismo de encolado de lengüetas y el mecanismo de inspección de encolado, se evita eficazmente el impacto de las impresiones de soldadura en el empaque de película de aluminio y plástico.

(2) Punzonadora de película de aluminio y plástico
La punzonadora de película de aluminio y plástico desenrolla activamente la bobina de película de aluminio y plástico y perfora las bolsas de película de aluminio y plástico de manera secuencial para cumplir con los requisitos de tamaño de la batería. Las estructuras clave de la punzonadora de película de aluminio y plástico incluyen principalmente el mecanismo de desenrollado y corrección, el mecanismo de corte, el mecanismo de perforación, el mecanismo de corte, etc.

(1) Mecanismo de desenrollado y corrección: El mecanismo de desenrollado y corrección es la sección frontal de la punzonadora de película de aluminio y plástico. Es responsable de cargar, cambiar y desenrollar la película de aluminio y plástico, así como de corregir en tiempo real la película de aluminio y plástico durante el funcionamiento normal.

El mecanismo de desenrollado y corrección consta de un eje de expansión de aire, un mecanismo de posicionamiento de película de aluminio y plástico, un mecanismo de desenrollado activo (incluido el motor, el reductor, etc.), un sistema de control de tensión, una plataforma de recepción de material, un sistema de corrección, etc. Sus funciones y acciones son las siguientes: carga manual, posicionamiento del cilindro del rollo de material, detección por sensor fotoeléctrico de la presencia del material, plataforma de alimentación manual con cuchilla de corte de película de aluminio-plástico y placa de prensado de cinta, y un dispositivo de succión de polvo de presión negativa debajo de la plataforma de alimentación con cinta. La tensión de la película de aluminio y plástico se ajusta mediante un controlador de tensión y un freno de polvo magnético para mantener una tensión constante y una dirección de alimentación constante. Tiene una estructura de desenrollado doble para garantizar el funcionamiento oportuno y la eficiencia de toda la línea de producción. El mecanismo de desenrollado y corrección se muestra en la figura adjunta.

Mecanismo de desenrollado y corrección de alineación

Los parámetros de precisión relevantes del mecanismo de desenrollado y corrección son los siguientes:
Rango de tensión: 0-100N
Precisión del control de tensión: ±3N
Detección de diámetro de rollo: rango de detección ≥ 400 mm, requisito de precisión de detección ±0,1 mm

Para garantizar que la película de aluminio y plástico no se dañe durante el transporte, se han aplicado tratamientos y procesamientos especiales a los rodillos guía. El rodillo guía está hecho de aleación de aluminio anodizado duro negro A6061, con un espesor de recubrimiento superior a 4 μm y una rugosidad superficial de Ra0.8. La vida útil puede exceder los 3 años (al tiempo que garantiza la eficiencia del equipo, la tasa de utilización y la tasa de calificación del producto). Se utilizan rodamientos de baja fricción para el eje del rodillo para minimizar la resistencia a la rotación.

(2) Mecanismo de corte: El mecanismo de corte consiste principalmente en cojinetes lineales, columnas, cilindros, cuchillas de corte y placas de fijación de cuchillas. Sus principales funciones y acciones son las siguientes: antes de perforar las cavidades, se utiliza para liberar la tensión cortando entre las dos capas de película de aluminio y plástico. La cuchilla de corte utiliza una hoja de cuchillo artístico para facilitar la adquisición y preparación. Cuando el material está en su lugar, se activa la succión al vacío de la plataforma y el cilindro superior acciona el mecanismo de corte para cortar la película. El mecanismo de corte tiene una cubierta de succión de polvo, que puede aspirar negativamente el polvo generado durante el proceso de corte, lo que garantiza que los desechos de corte y el polvo se eliminen de manera efectiva. El requisito de velocidad del flujo de aire de succión es de ≥15 m/s. La precisión de la posición de precorte es de 0,3 mm y el rango de ajuste de la longitud de corte se puede seleccionar según sea necesario. El mecanismo de corte se muestra en la figura adjunta.

Mecanismo de corte longitudinal

El mecanismo de corte se prepara para el punzonado de la película de aluminio y plástico cortando ranuras en la película de aluminio y plástico.

(3)Mecanismo de perforación de pozo. El mecanismo de punzonado se compone principalmente de un molde de perforación de carcasa, un servomotor, un reductor, un husillo de bolas, un cilindro, un eje guía, etc.

El mecanismo de punzonado del pozo utiliza múltiples cilindros para comprimir la película de aluminio y plástico, y un servomotor impulsa el husillo de bolas para perforar el pozo. La profundidad se puede ajustar libremente a través de la bolsa, con un rango de ajuste de 2 a 12 mm. La fuerza de presión de la película de aluminio y plástico es ajustada por el servo. El molde tiene la función de perforar los orificios de posicionamiento. Utiliza un método de punzonado de doble pozo. La precisión dimensional de la carcasa de perforación se puede controlar dentro de ±0,1 mm. Los orificios de los pasadores de posicionamiento están perforados por un cilindro y la precisión de perforación es alta. ±0,1 mm, los residuos del orificio del alfiler se descargan por ambos lados de la placa del molde inferior. Ambos lados del molde de punzonado del equipo están equipados con rejillas (perpendiculares a la dirección de transporte de la cinta). Cuando se detecta materia extraña, la alarma emitirá un pitido y la máquina se detendrá. El mantenimiento está equipado con funciones de protección de seguridad para evitar que el personal de mantenimiento quede atrapado por el molde. daño.

El mecanismo de punzonado tiene requisitos de cambio de molde, por lo que cada punzonadora está equipada con un carro de molde para facilitar el cambio de molde.

El mecanismo de punzonado se utiliza muchas veces, por lo que la selección del material es muy importante. Hay principalmente los siguientes tipos de materiales: placa inferior 45 # templada + niquelado, placa superior 45 # templado + niquelado, columna principal 45 # templado + cromado, plantilla superior SKD11 + enfriamiento + nitruración, molde cóncavo SKD11 + enfriamiento + nitruración, punzón KD11 + enfriamiento + nitruración, placa fija de punzón 45 # + niquelado. El mecanismo de punzonado del pozo se muestra en la Figura.

Mecanismo de perforación de bolsillo

(4)Mecanismo de corte. El mecanismo de corte consta principalmente de varillas guía, cuchillas de corte, asientos de fijación de cuchillas, cilindros superiores, cilindros inferiores, mecanismo de eliminación de polvo, etc. Su función y acción son cortar la película de aluminio-plástico en longitudes fijas, con un dispositivo de eliminación de polvo durante el corte. La cuchilla de corte suele tener una vida útil de 300.000 a 500.000 cortes (con una alarma de recordatorio de vida útil) y se puede afilar más de 10 veces. El filo de corte está equipado con un sistema de succión de polvo durante el corte. El requisito de velocidad del flujo de aire de succión es de ≥20 m / s y la precisión de corte para la carcasa de aluminio y plástico es de ±0,2 mm. El mecanismo de corte se muestra en la figura adjunta.

Mecanismo de corte

(3)Máquina de embalaje

La máquina de embalaje ensambla el núcleo de la batería soldado por la máquina de soldadura de lengüetas y la película de aluminio y plástico estampada por la punzonadora en una forma de batería preliminar. Las estructuras clave de la máquina de embalaje incluyen principalmente la abrazadera de la máquina de embalaje, el mecanismo de plegado, el mecanismo de corte, el mecanismo de sellado superior / lateral, etc.

(1)Accesorio de la máquina de embalaje. El accesorio de la máquina de embalaje es un portador importante para el ensamblaje de película de aluminio y plástico y celdas de batería para completar varios procesos. Consta de cremalleras, cojinetes angulares, cavidad superior, cavidad inferior, ventosas, bloques de posicionamiento, etc. Su principio de funcionamiento es que la cavidad inferior se fija en el soporte y las ventosas de vacío se distribuyen razonablemente; La cavidad superior es volteada por el mecanismo de volteo del accesorio a través de la cremallera y el piñón, que puede lograr los requisitos de tres posiciones de apertura, cierre y mantenimiento, y las ventosas de vacío están distribuidas razonablemente; película de aluminio Después de ser colocada en la cavidad del molde, la ventosa de vacío trabaja para determinar la posición de la película de aluminio, y la posición de la película de aluminio permanece sin cambios durante el flujo de cada estación. Dado que la película de aluminio y plástico es un cuerpo de bolsa, para garantizar la posición de tamaño relativo entre el pozo de película de aluminio y plástico y el núcleo de la batería, las cavidades superior e inferior se procesan copiando las dimensiones exteriores del núcleo de la batería, y la precisión del procesamiento puede alcanzar ±0,2 mm, para que la abrazadera sea lo más liviana posible y garantizar los requisitos de resistencia, el material es generalmente A6061 y la superficie está oxidada, lo cual es duradero. Después del plegado, la alineación de los bordes de la película de aluminio es de ±0,2 mm. Accesorio de la máquina de embalaje como se muestra en la figura.

Accesorio de la máquina de embalaje

El mecanismo de plegado consta principalmente de cilindros de elevación, cilindros de avance/retracción, guías lineales, placas plegables, etc. Su función y acción principales son las siguientes: el cilindro de elevación permanece en la posición superior y el servo de avance/retracción empuja la placa plegable a la posición directamente por encima de la línea de plegado de la película de aluminio. Luego, el cilindro de elevación se mueve hacia abajo para presionar la película de aluminio, alineando el borde de la placa plegable con la línea de plegado de la película. El dispositivo giratorio se cierra y el cilindro de avance/retracción extrae la placa plegable, doblando completamente la película de aluminio, y pasa a la siguiente estación de trabajo. En esta etapa, no hay celdas de batería dentro de la película de aluminio y plástico. La precisión general del mecanismo de plegado puede alcanzar los ±0,2 mm. El mecanismo de plegado se muestra en la figura adjunta.

Mecanismo de plegado

(3)Mecanismo de corte. El mecanismo de corte se utiliza principalmente para cortar la película de aluminio y plástico en la máquina de embalaje. Se compone principalmente de un cilindro impulsor del cortador superior, un cilindro impulsor del cortador inferior, un cortador superior, un cortador inferior, un mecanismo de prensado, un riel de guía lineal, un mecanismo de eliminación de polvo y un regulador de presión. Está compuesto por válvulas, etc., y hay un micrómetro en la posición de corte para facilitar el ajuste manual. La función y la acción son las siguientes: la plataforma giratoria gira una estación, el cilindro inferior se mueve, la cuchilla inferior se levanta, el cilindro superior se mueve, la placa de presión del resorte entra en contacto con la película de aluminio y plástico y luego corta la película de aluminio y plástico, y el cilindro se reinicia al mismo tiempo. El mecanismo de corte se muestra en la figura.

Mecanismo de corte

El mecanismo de corte inferior del mecanismo de corte incluye una caja receptora de material para recoger la película de aluminio y plástico cortada. El mecanismo de corte está equipado con una cubierta a prueba de polvo que aísla el área de corte del entorno externo durante el proceso de corte. La cubierta a prueba de polvo contiene un dispositivo de recolección de polvo, que incluye un dispositivo de soplado y un dispositivo de eliminación de polvo de presión negativa, lo que garantiza que los desechos de corte y el polvo se puedan recolectar de manera efectiva. El requisito de velocidad del flujo de aire de succión de polvo es de ≥20 m / s. La precisión de corte del borde superior es de ≤0,2 mm, y la precisión de alineación del borde superior después del corte también es de ≤0,2 mm. La cuchilla de corte tiene una vida útil de 300,000 a 500,000 cortes (con un recordatorio para afilar la cuchilla) y se puede afilar más de 10 veces. Se utiliza un micrómetro digital para garantizar una precisión de ajuste de 0,01 mm.

(4) Mecanismo de sellado superior/lateral. El mecanismo de sellado superior/lateral se utiliza principalmente para el sellado superior o lateral de las baterías. Consta principalmente de un servomotor, husillo de bolas, guía lineal, mecanismo de amortiguación, mecanismo de posicionamiento de pestañas, mecanismo de ajuste fino, cabezal de sellado NAK80, controlador de temperatura, tubo de calentamiento, termopar y otros componentes. La función y la acción son las siguientes: el cabezal de sellado se calienta mediante calentamiento eléctrico y la temperatura del cabezal de sellado se puede ajustar desde la temperatura ambiente hasta 250 °C. Durante el funcionamiento del equipo, la desviación general de la temperatura del cabezal de sellado es inferior a ±3 °C. La potencia del tubo calefactor es de 1500 W y su vida útil es de un año. La precisión del control de temperatura es de ≤5 °C. Se tarda menos de 10 minutos en calentar desde temperatura ambiente hasta 200 °C. El asiento calefactor del cabezal de sellado está diseñado con una placa aislante térmica para la compensación de temperatura, lo que garantiza que la temperatura permanezca dentro del rango requerido durante el sellado a alta velocidad. Después de que la batería gira a esta estación de trabajo, los servomotores superior e inferior accionan simultáneamente el husillo de bolas para cerrar los cabezales de sellado superior e inferior para el sellado térmico. El rango de ajuste de la presión de sellado es de 0 a 20 kgf / cm2. El cabezal de sellado está diseñado con ranuras de lengüeta. El espacio entre el cuerpo de la batería y el cabezal de sellado es ajustable, y hay un micrómetro digital para el ajuste. El tiempo de sellado es ajustable de 0 a 8 segundos con una precisión de ajuste de 0,1 segundos. La precisión de sellado en el área de la pestaña es de ±20 μm, mientras que en el área sin pestaña, es de ±15 μm. El mecanismo de sellado superior/lateral se muestra en la figura adjunta.

Mecanismo de sellado superior/lateral

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