リチウムイオンバッテリー巻き機の包括的なガイド

巻線は、リチウムイオン電池の生産において重要なプロセスであり、速度、張力、寸法、風力電極シートと分離器への偏差などのさまざまな要因の正確な制御を含む。この記事では、巻線機器の複雑さを掘り下げ、分類、開発の課題、原則、および主要なコンポーネントを調査します。

1。巻線機器の分類の概要

1.1主流の巻線カテゴリ

巻線は、リチウムイオン電池のコアを組み立てるために不可欠です。これは、正と負の電極とセパレーターを細胞コアに巻き付けるプロセスです。バッテリーコアの形状に応じて、巻線マシンは、プリズム巻線と円筒形の巻線という2つの主要なカテゴリに分類されます。プリズム巻線は、主にプリズムバッテリー、エネルギー貯蔵バッテリー、デジタルバッテリーの製造に使用される、自動巻線および統合巻線にさらに分割されています。

巻線マシンを分類する別の方法は、手動、半自動、完全に自動、統合されたマシンを含む自動化のレベルです。さらに、 巻線は、 小型のサイズから超大型サイズまでの範囲で、生成するバッテリーコアのサイズによって分類できます。

2。曲がりくねったプロセスの進化と課題

巻線技術の開発は、特に大容量や大規模な自動車用グレードのバッテリーの需要を満たす際に、大きな課題に直面しています。従来の巻線プロセスは、特にバッテリーの充電や排出サイクル中の不均一な拡張や収縮などの問題に対処する際に制限を示しており、電極とセパレーター間のギャップの増加につながり、バッテリーの性能と安全性に影響を与えます。

エネルギー密度の要件が増え続けるにつれて、大幅な拡張を起こしやすいバッテリーにシリコンアノードを組み込むことは、巻き取りプロセスをさらに複雑にしています。拡張による内層層の亀裂の可能性の増加により、シリコン材料の使用が制限されており、巻線技術の進歩の必要性が強調されています。

3。巻線の将来の方向

巻線の未来は、改善のいくつかの重要な分野にあります。

1. 高速と精度： 電極シートのライン速度を現在の2〜3 m/sから5 m/sに増加させ、±0.3mmから±（0.1〜0.2）mmに整列精度を向上させます。

2. 高収率： プロセス能力インデックス（CPK）を1.33から1.67に改善し、最終的には2.0以上に達し、欠陥のない生産を達成します。

3. 安定性： 数十または数百時間または数万時間に障害（MTBF）間の平均時間を延長します。

4. デジタルおよびインテリジェントコントロール： 巻線パラメーターの閉ループ最適化と最終的なバッテリー性能を備えた、巻線の張力とアライメントのオンライン監視の実装。

5. レーザーダイカットおよび巻線の統合： レーザーダイカットと巻線プロセスを統合して、より効率的で合理化された操作を作成します。

6. 高速巻き機： 連続的および均一なモーションテクノロジーにおけるブレークスルーによる巻線効率の大幅な増加を達成します。

4。巻線装置の原理、コンポーネント、および重要な構造

巻線は、主にプリズムまたは円筒形のバッテリーコアの自動巻線を提供します。これらの機械は、複数の巻線針と単一側の針抽出構造を使用して、電極とセパレーターの巻き戻しとアライメント、張力検出、および調整を正確に制御できるようにします。プロセス全体には、初期のアライメントと張力が重要である事前巻き取りが含まれ、その後に巻線プロセス自体が続き、バッテリーコアの均一性と安定性を確保するために一定の張力を維持する必要があります。

巻線 の主要なコンポーネント には次のものがあります。

• 自動巻き戻しモジュール： 電極シートとセパレーター用。

• 自動補正モジュール： 材料のアライメントを確保する。

• 張力制御システム： 巻線中に電極シートとセパレーターの張力を調節する。

• フィードインモジュール： 巻線する前に電極シートを挿入するため。

• 切断モジュール： 電極シートとセパレーターの正確な切断用。

• 欠陥のある製品除去モジュール： 欠陥のある電極シートとセパレーターを分離して破棄する。

• 巻線モジュール： サーボモーター駆動型の曲がりくねった針を備えた複数のステーションを含む。

• セパレーター切断モジュール： 安全性と保護機能が装備されています。

• 接着テープアプリケーションモジュール： ターミナル接着テープを適用するため。

• 圧縮前およびアンロードモジュール： バッテリーコアを事前に圧縮してアンロードするため。

• ダスト除去システム： 電極シートとセパレーターからほこりを排除するため。

• インプロセス検査システム： リアルタイム監視のために高解像度カメラを使用します。

5。巻線装置の選択：考慮事項とケーススタディ

曲がりくねった機器を選択するとき、次のことが不可欠です。

1. 材料の要件を理解する： 電極シートの幅、厚さ、その他の仕様の互換性を確認してください。

2. 製品仕様の指定： さまざまなバッテリーコアサイズと接着テープアプリケーション方法との互換性を確保します。

3. 機器の構成の定義： 材料と製品の仕様に基づいて、巻き戻し、補正、張力制御、巻線ヘッドタイプなど、必要な機器機能を決定します。

結論

巻き取りプロセスはリチウムイオンバッテリーの製造に不可欠であり、巻線機器の進歩は、バッテリー業界の進化する需要を満たすために重要です。速度、精度、安定性、およびインテリジェントな制御に焦点を当てることにより、巻線機の将来は効率と品質の大幅な改善を約束します。

この包括的なガイドは、バッテリー生産技術の最前線に滞在することを目的とした業界の専門家やメーカーに不可欠な、巻線機器の現在の状態と将来の見通しに関する貴重な洞察を提供します。

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