„Neues magisches Werkzeug“ für Batteriesicherheit – UW-Eckenbandiermaschine mit Rückwärtswicklung

Einleitung

Vor dem Hintergrund der „Zwei-Kohlenstoff“-Ziele haben Bereiche wie Elektrofahrzeuge, Energiespeichergeräte und 3C-Geräte eine rasante Entwicklung erfahren. Als Kernenergiekomponenten in diesen Bereichen ist die Nachfrage nach Lithiumbatterien stark gestiegen, und die Modernisierung von Produktionslinien hin zu extremer Einfachheit, Integration und Intelligenz ist zu einem unvermeidlichen Trend geworden. Im Jahr 2024 stieg das Verkaufsvolumen von Elektrofahrzeugen weiter an, und die Sicherheit von Batterien war stets ein Kernthema bei der Marktförderung. Qualitätsmängel von Batterien sind einer der wichtigen Faktoren, die zu potenziellen Sicherheitsrisiken führen.

Bei der Herstellung von Batteriezellen sind zahlreiche Schritte erforderlich, um die Qualität und Leistung des Endprodukts zu gewährleisten. Das Aufkleben von Klebstoff ist ein entscheidender Prozess bei der Montage von Lithiumbatterien, der häufig bei Schritten wie dem Ende des Wickelns, dem Schweißen von Laschen, der Zellkombination und dem Verkleben mit Klebeband sowie dem Aufkleben von Klebstoff nach dem Umwickeln mit Mylar vorkommt. Für die Elektrodenblätter prismatischer Zellen hat UW Laser die UW-Umkehrwickel-Eckbandmaschine innovativ entwickelt, um die Sicherheit der Zellproduktion zu gewährleisten.

UW-Umkehrwickel-Eckbandmaschine

Die von UW Laser für prismatische Leistungs-Lithium-Batteriezellen unabhängig entwickelte vollautomatische Elektrodenblatt-Umkehrwickel-Eckbandmaschine wird hauptsächlich für das erste/zweite Eckband der positiven Elektrodenblätter prismatischer Zellen verwendet. Basierend auf der Prozesslogik der koordinierten Steuerung von Spannungsregelung und Abweichungskorrektursystemen kann die Ausrüstung eine präzise Steuerung des gesamten Prozesses vom Abwickeln bis zum Aufwickeln erreichen.

Diese Ausrüstung kann gemäß den Anforderungen des Zellprozesses das positive Elektrodenblatt abwickeln, die Spannung steuern, die Abweichung korrigieren, Klebstoff auftragen, eine CCD-Erkennung und -Markierung durchführen und es dann zur Aufwicklung zur Aufwickelstation zuführen. Nach präziser Positionierung klebt die Ausrüstung gleichzeitig Klebstoff auf die Vorder- und Rückseite der ersten und zweiten Ecke des Elektrodenblatts, was die Effizienz des Klebstoffauftrags verbessert und die Wiederholbarkeit der Bandgenauigkeit gewährleistet. Sie integriert auch ein hochpräzises visuelles Inspektionssystem zur Echtzeitüberprüfung wichtiger Parameter wie Bandposition und Laschenfaltung. Während des Aufwickelprozesses wird die kombinierte Vorrichtung aus einer dreidimensional verstellbaren Halterolle und einer Vakuumadsorptionsrolle verwendet, um die Funktion des Schutzes der Laschenfaltung zu erreichen. Die Daten des gesamten Prozesses werden mit den Spuleninformationen verknüpft und gespeichert und automatisch an das MES-System hochgeladen, was eine einfache Produktionsrückverfolgbarkeit ermöglicht.

Highlights

Intelligente Spannungsregelung

Der dynamische Drehmoment-Ausgleichsalgorithmus, der auf MATLAB-Dynamiksimulationen basiert, kann eine Mikrospannungsregelung bei hoher Geschwindigkeit (120 m/min) erreichen und so den reibungslosen Betrieb des Spulenmaterials bei hohen Geschwindigkeiten gewährleisten.

Hochpräzise Klebstoffkonsistenz

Die Kombination aus mehrstufiger Spannungsregelung, aktivem Klebstoffabwickeln und Servo-Klebstoffzieh-Technologien, zusammen mit der dynamischen flexiblen Anpassungsfunktion, ist mit verschiedenen Schneidwerkzeugen und Materialien kompatibel und gewährleistet die Genauigkeit und Stabilität des Klebstoffauftrags unter komplexen Arbeitsbedingungen.

Mehrfacher Schutz für Laschenfaltung

Die dreidimensional verstellbare Halterolle (ohne Einschränkungen bei Winkel, Höhe und Abstand) und die Vakuumadsorptionsrolle unterstützen die Laschen durchgehend. Am Aufwickelende wird ein Faltenerkennungsmechanismus hinzugefügt, um das Risiko von Laschenverformung und -beschädigung zu eliminieren.

Ultra-effizientes integriertes Design

Die synchronen Vier-Stationen-Verklebung und der selbstlernende Algorithmus für Bewegungsbahnen durchbrechen die Geschwindigkeitsgrenzen herkömmlicher Geräte. Es kann eine Hochgeschwindigkeitsproduktion mit einem Spitzenwert von 120 m/min erreichen und die Effizienz um über 50 % steigern.

Simulationsgestützte Präzisionsfertigung

In der Designphase wird die Multi-Physik-Feldsimulationsplattform (Bewegungsinterferenz, Schwingungsmodus und Ermüdungsanalyse) verwendet, um die strukturelle Festigkeit und Genauigkeit zu optimieren, die Lebensdauer wichtiger Komponenten zu verlängern und die strengen technologischen Anforderungen von Leistungsbatterien zu erfüllen.

ENDE

Mit 20 Jahren branchenführender technologischer Akkumulation und Markteinblicken forscht UW Laser kontinuierlich an Geräten für Laserschneiden, Schlitzen, Plattenherstellung, Laserschreiben, Laserreinigung, Wickeln/Stapeln usw. in den Front-End-Prozessen der Lithiumbatterieherstellung. Es erforscht auch aktiv fortschrittliche Technologiefelder wie automatischen Rollenwechsel, Hochgeschwindigkeits-Roll-to-Roll-Verarbeitung, Online-Gratdetektion, berührungslose Staubentfernung, selbst entwickelte ultraschnelle Laser und Mehrprozess-Verbundgeräte. Darüber hinaus hat es sich auf fast 20 Arten von Prozessgeräten im Front-End der Lithiumbatterieherstellung ausgeweitet und verfügt über Markterfahrung und technische Fähigkeiten in diesen Prozessgeräten, die die Branche anführen.

In Kernbereichen wie der Zellherstellung und Batteriesicherheit liefert UW Laser durch seine stabile und zuverlässige Geräteleistung und verifizierbare Verarbeitungsergebnisse kontinuierlich wertsteigernde Impulse über die Geräte selbst hinaus. Durch den Einsatz innovativer Prozesse treibt es die Branche zu höherer Präzision und Effizienz an und ermöglicht es Lithiumbatterien, eine Schlüsselrolle in Sektoren wie Elektrofahrzeugen und Energiespeichersystemen zu spielen. UW Laser widmet sich dem Beitrag zum grünen und nachhaltigen Zukunft der Lithiumbatterieindustrie.