一、鋰電池生產(chǎn)工藝背景

在“雙碳”戰(zhàn)略提出的背景下，新能源汽車、新能源鋰離子電池以及新能源數(shù)碼產(chǎn)品行業(yè)得到了快速發(fā)展，便攜式充電設(shè)備和大容量的充電電池已成為未來的發(fā)展趨勢(shì)。

鋰離子電池具有能量存儲(chǔ)密度高、使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，這使其成為了電池中的主流。電池的第一步工序即是將電芯極片組成為電池，而鋰離子電池加工工藝主要分為三種：卷繞工藝、疊片工藝、切片工藝。其中，切片鋰電池的隔離膜非常柔軟，在加工過程中難以保證隔離膜的對(duì)齊度，因此，在工業(yè)中大多使用疊片和繞卷工藝。

疊片機(jī)是將預(yù)制好的正、負(fù)極片用隔膜間隔交替堆疊形成電芯的核心關(guān)鍵設(shè)備，設(shè)備的加工能力直接影響電芯的良率。

目前市場(chǎng)上主流疊片機(jī)設(shè)備路線主要有四種，Z字型疊片機(jī)、切疊一體機(jī)、熱復(fù)合疊片機(jī)和卷疊一體機(jī)。其中Z字型疊片機(jī)和切疊一體機(jī)本質(zhì)均為Z字型疊片，也是國(guó)內(nèi)應(yīng)用較為廣泛的機(jī)型。Z型疊片技術(shù)通過可移動(dòng)疊片臺(tái)拉動(dòng)隔膜在疊片平臺(tái)之間來回移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)正極極片和負(fù)極極片的交叉堆疊。

在鋰電池的Z型疊片過程中，送料軸上的機(jī)械手抓取極片移向工作臺(tái)，移動(dòng)工作臺(tái)的同時(shí)鋪置隔離膜，正負(fù)極片相間放置。在機(jī)械手左右運(yùn)動(dòng)的同時(shí)完成隔離膜的Z形疊繞，壓制成型后，機(jī)械手進(jìn)行下一張極片抓取，極片抓取的同時(shí)，依次放置，如此往復(fù)實(shí)現(xiàn)整個(gè)電芯的疊片組裝。

二、宏集解決方案

傳統(tǒng)的疊片效率太慢精度低，無法形成規(guī)模化生產(chǎn)，需要新的疊片工藝技術(shù)來提高疊片的精度和生產(chǎn)效率。而在整個(gè)疊片工藝中，影響鋰電池生產(chǎn)精度的關(guān)鍵因素主要是隔離膜張力控制和正負(fù)電極片移送精度：

隔膜張力控制：隔離膜張力過大時(shí)隔離膜容易產(chǎn)生變形甚至扯斷，張力過小時(shí)隔離膜容易出現(xiàn)褶皺、回縮，導(dǎo)致糾偏傳感器無法正常糾偏，使隔離膜產(chǎn)生疊偏現(xiàn)象，嚴(yán)重影響鋰電池的性能。常用的張力控制方案是采用重力塊和重力傳感器控制系統(tǒng)張力、直線電機(jī)進(jìn)行恒力矩控制，以及采用旋轉(zhuǎn)電機(jī)或磁粉離合器配合張力擺桿控制系統(tǒng)張力等。

正負(fù)電極片移送精度：正負(fù)電極片從定位臺(tái)到疊片臺(tái)的移送精度是保證疊片精度的關(guān)鍵因素之一。通常，疊片機(jī)上會(huì)安裝機(jī)械臂對(duì)電極片進(jìn)行吸附，只有保證了電極片每次移送后的重復(fù)精度，才能保證在定位臺(tái)上的定位精度沒有變化。直線傳動(dòng)，是鋰電生產(chǎn)過程中必不可少的傳動(dòng)單元。機(jī)械臂傳送的執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用宏集高精度直線電機(jī)模組，可以幫您輕松實(shí)現(xiàn)鋰電池疊片過程中電極片的精密平穩(wěn)移位。

在宏集提供的直驅(qū)技術(shù)解決方案中，宏集CTL直線模組，是一款通過內(nèi)置高性能直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的直線模組，外觀和設(shè)計(jì)榮獲過著名設(shè)計(jì)獎(jiǎng)。外觀緊湊，性能極高，耐腐蝕防護(hù)蓋保護(hù)裝置內(nèi)部免受灰塵或顆粒等環(huán)境影響。

宏集CTL直線模組沒有背隙，外形緊湊，提供不同的行程長(zhǎng)度選擇，可適用于廣泛的應(yīng)用場(chǎng)景。此外，也可配備線纜拖鏈，特別適用于高動(dòng)態(tài)和低噪音的應(yīng)用。

宏集CTL直線模組關(guān)鍵特性：

·尺寸：145, 200, 250

·運(yùn)行速度：5.0 m/s

·重復(fù)定位精度：± 0,001 mm

·持續(xù)力:高達(dá) 1125N

·峰值力:高達(dá) 2475N

·行程：最高可達(dá)5790mm

·安裝高度低：85mm

·內(nèi)置測(cè)量系統(tǒng)

·中央潤(rùn)滑系統(tǒng)

·低齒槽力

·可加裝拖鏈

結(jié)語(yǔ)

宏集直驅(qū)技術(shù)解決方案，幫助鋰電池疊片設(shè)備實(shí)現(xiàn)了效率和性能的大幅提升。同時(shí)，直驅(qū)技術(shù)減少了對(duì)機(jī)械系統(tǒng)部件的需求，且結(jié)構(gòu)緊湊、噪音小、無需維護(hù)，節(jié)約了設(shè)備成本，極大地提升了疊片機(jī)設(shè)備制造商的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

審核編輯 黃宇