虹科方案 | 虹科直驅技術解決方案幫您輕松實現(xiàn)鋰電池疊片工藝

一、鋰電池生產工藝背景

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)碼產品行業(yè)得到了快速發(fā)展，便攜式充電設備和大容量的充電電池已成為未來的發(fā)展趨勢。

鋰離子電池具有能量存儲密度高、使用壽命長等特點，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齊度，因此，在工業(yè)中大多使用疊片和繞卷工藝。

疊片工藝與繞卷工藝對比

疊片機是將預制好的正、負極片用隔膜間隔交替堆疊形成電芯的核心關鍵設備，設備的加工能力直接影響電芯的良率。

目前市場上主流疊片機設備路線主要有四種，Z字型疊片機、切疊一體機、熱復合疊片機和卷疊一體機。其中Z字型疊片機和切疊一體機本質均為Z字型疊片，也是國內應用較為廣泛的機型。Z型疊片技術通過可移動疊片臺拉動隔膜在疊片平臺之間來回移動，實現(xiàn)正極極片和負極極片的交叉堆疊。

在鋰電池的Z型疊片過程中，送料軸上的機械手抓取極片移向工作臺，移動工作臺的同時鋪置隔離膜，正負極片相間放置。在機械手左右運動的同時完成隔離膜的Z形疊繞，壓制成型后，機械手進行下一張極片抓取，極片抓取的同時，依次放置，如此往復實現(xiàn)整個電芯的疊片組裝。

鋰電池疊片機示意圖

二、虹科解決方案

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

疊片平臺往返運動

1.隔離膜張力控制

隔離膜張力過大時隔離膜容易產生變形甚至扯斷，張力過小時隔離膜容易出現(xiàn)褶皺、回縮，導致糾偏傳感器無法正常糾偏，使隔離膜產生疊偏現(xiàn)象，嚴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、直線電機進行恒力矩控制，以及采用旋轉電機或磁粉離合器配合張力擺桿控制系統(tǒng)張力等。

2.正負電極片移送精度

正負電極片從定位臺到疊片臺的移送精度是保證疊片精度的關鍵因素之一。通常，疊片機上會安裝機械臂對電極片進行吸附，只有保證了電極片每次移送后的重復精度，才能保證在定位臺上的定位精度沒有變化。直線傳動，是鋰電生產過程中必不可少的傳動單元。機械臂傳送的執(zhí)行機構采用虹科高精度直線電機模組，可以幫您輕松實現(xiàn)鋰電池疊片過程中電極片的精密平穩(wěn)移位。

在虹科提供的直驅技術解決方案中，虹科CTL直線模組，是一款通過內置高性能直線電機驅動的直線模組，外觀和設計榮獲過著名設計獎。外觀緊湊，性能極高，耐腐蝕防護蓋保護裝置內部免受灰塵或顆粒等環(huán)境影響。

虹科CTL直線模組沒有背隙，外形緊湊，提供不同的尺寸和行程長度選擇，可適用于廣泛的應用場景。此外，也可配備線纜拖鏈，特別適用于高動態(tài)和低噪音的應用。

虹科CTL直線模組

虹科CTL直線模組關鍵特性

• 尺寸：145, 200, 250
• 運行速度：5.0 m/s
• 重復定位精度：± 0,001 mm
• 持續(xù)力: 高達 1125N
• 峰值力: 高達 2475N
• 行程：最高可達5790mm
• 安裝高度低：85mm
• 內置測量系統(tǒng)
• 中央潤滑系統(tǒng)
• 低齒槽力
• 可加裝拖鏈

虹科直驅技術解決方案，幫助鋰電池疊片設備實現(xiàn)了效率和性能的大幅提升。同時，直驅技術減少了對機械系統(tǒng)部件的需求，且結構緊湊、噪音小、無需維護，節(jié)約了設備成本，極大地提升了疊片機設備制造商的市場競爭優(yōu)勢。

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