Apilador de laboratorio para investigación de baterías de celdas prismáticas

1 、  Descripción general funcional

El equipo se utiliza principalmente para ensamblar el electrodo positivo, el electrodo  negativo  y el separador de las celdas de batería de iones de litio con apilamiento  en forma de Z  , convirtiéndolas en celdas. 

Los mecanismos manipuladores izquierdo y derecho   del equipo recogen las placas de electrodos en las ranuras de material positivo y negativo, y después de un posicionamiento preciso por el banco de trabajo de posicionamiento secundario, se lleva a cabo la colocación alternada del material en la plataforma de apilamiento; La  plataforma de apilamiento  se mueve de izquierda a derecha junto con los dos  manipuladores y forma una película de aislamiento en forma de Z para separar las placas de electrodos positivos y negativos; El dispositivo circula de esta manera para lograr el conjunto de apilamiento del  grupo de electrodos  .

2. Parámetros básicos 

1. Tamaño: 1850 mm (largo) × 1350 mm (profundidad) × 1850 mm (alto); sujeto a la finalización del diseño.

2. Fuente de alimentación: 220 V 50 Hz

3. Fuente de aire: 0,5 MPa

4. No se permiten gases corrosivos, líquidos ni gases explosivos.

5. Color: Muestra de color estándar del proveedor (gris cálido internacional 1C)

3. Parámetros técnicos 

1. Especificaciones aplicables: largo L130 - 260, ancho W 80 - 200 mm, espesor H 0 - 20 mm;

longitud de la pestaña de la batería  Q ≤ 20 m

2. Velocidad del dispositivo: 1,3 - 1,5 s/unidad;

3. Precisión de alineación del  electrodo  y  el separador : desviación central ± 0,3 mm;

4. Requisitos del material entrante: El recubrimiento del electrodo debe ser uniforme, con un error de espesor inferior a 0,005 mm y sin arrugas ni adherencias; el error de longitud y ancho es inferior a ± 0,2 mm, y el borde ondulado es inferior a 1 mm (sin afectar la posición del electrodo); la  pestaña de la batería  es plana, sin dobleces ni pliegues; el  separador  debe enrollarse uniformemente, con un error de ancho inferior a 0,1 mm y un error de forma de torre inferior a 0,2 mm; la cinta debe enrollarse uniformemente sin presentar fenómenos evidentes de forma de torre, arrugas o deformaciones.

5. El control de desenrollado activo del  separador  asegura que la tensión sea adecuada durante el  proceso de apilado  , asegurando que el alargamiento y la deformación del  separador  sean pequeños;

6.  La corrección de la desviación del separador  garantiza la uniformidad del  desenrollado del separador  y una precisión de alineación de ± 0,2 mm.

7. Identificación de defectos: Identificar piezas faltantes.

8. 95% de tasa de fallos (causada únicamente por la máquina), 98% de tasa de aprobación (causada únicamente por la máquina)

9. Es fácil cambiar el modelo y se puede emplear con un entrenamiento sencillo.

4 、  Rendimiento del proceso

1. Tanto las placas de electrodos positivos como los negativos están equipadas con ranuras para material; Estructura flotante en tiempo real de las placas polares en el canal de material de trabajo;

2. Establecer un mecanismo de posicionamiento secundario para las placas de electrodos positivos y negativos para ubicar con precisión las placas de electrodos;

3. El brazo mecánico de toma de virutas incorpora un grupo de módulos servo lineales de alta velocidad que garantiza una alimentación y descarga por vacío estables y fiables. Conmuta las estaciones de trabajo entre el canal de material, la plataforma de posicionamiento secundario y la plataforma de apilado, y los brazos mecánicos de toma de virutas positivo y negativo alternan la alimentación y la descarga.

4. El  mecanismo de desenrollado del separador  adopta un control servo de bucle semicerrado preciso y la tensión de trabajo se puede ajustar continuamente; Establezca un mecanismo de corrección;

5. El  mecanismo de la mesa de apilamiento  está equipado con un mecanismo de guía preciso para permitir que la  mesa de apilamiento  suba y baje en tiempo real de acuerdo con el espesor del  apilamiento , para adaptarse a diferentes espesores de celdas; Adoptando un grupo de módulos servo lineales de alta velocidad para impulsar y lograr un funcionamiento de alta velocidad, preciso y estable entre las placas de electrodos positivo y negativo, las placas de electrodos y la película de aislamiento se pliegan en forma de Z, y el cilindro impulsa la garra de presión para realizar un movimiento compuesto bidireccional XY, comprimiendo y posicionando las placas de electrodos y  el separador , logrando el proceso de ensamblaje de apilamiento en forma de Z de las placas de electrodos positivo y negativo y la película de aislamiento de la celda de batería de litio, formando la celda de batería;

6. El sistema de control eléctrico se compone de un controlador de programa PLC como núcleo, que utiliza sensores de tiempo, presión y posición establecidos como señales de control para impulsar el motor, la válvula direccional, el cilindro y otros componentes de ejecución para que funcionen y se conviertan automáticamente para completar el flujo de trabajo;

7. Realice un diálogo hombre-máquina a través de la interfaz hombre-máquina, configure el funcionamiento de toda la máquina y muestre y proporcione retroalimentación sobre diversa información de la máquina.

5、Configuración de los componentes principales 

A. Parte mecánica

1) Mecanismo de mesa apilable:

l Adopción de válvulas electromagnéticas y válvulas reguladoras de presión para controlar el cilindro, y configuración de un mecanismo de guía de alta precisión para permitir que la  mesa de apilamiento  suba y baje en tiempo real de acuerdo con el espesor del  apilamiento , para adaptarse a diferentes espesores de celdas; 

l Al adoptar un grupo de accionamiento de módulo servo lineal de alta velocidad, permite un movimiento alternativo de alta velocidad, preciso y estable entre el  manipulador de toma de chip de electrodo positivo y negativo ; 

l El cilindro impulsa la pinza para realizar un movimiento compuesto bidireccional XY, comprimiendo y posicionando el electrodo y  el separador , logrando un proceso de ensamblaje de apilamiento en forma de Z   para las placas positivas y negativas de la celda de la batería de litio y la película de aislamiento, formando la celda. 

l Instale garras de presión de electrodos positivos y negativos en la plataforma de apilamiento para presionar alternativamente los electrodos positivos y negativos para evitar la contaminación cruzada de la batería. 

2) Brazo mecánico:

l Al adoptar un grupo de módulos servo lineales de alta velocidad, opera de manera precisa, rápida y estable entre el canal de material, la plataforma de posicionamiento secundario y  la plataforma de apilamiento  ; 

Se adopta una alimentación y descarga por vacío estable y fiable, y se utilizan vacuómetros de alta precisión para detectar el grado de vacío. Ajustable según las necesidades reales, con confirmación automática y funciones de memoria para la alimentación o no. 

l La tubería de vacío está equipada con un filtro de vacío para evitar que el polvo ingrese a los componentes eléctricos, lo que hace que el medidor de vacío, el generador de vacío y otros componentes sean duraderos y resistentes; 

3)   Mecanismo de desenrollado del separador :

l Adoptando un motor de CC sin escobillas y un control de circuito cerrado con sensor de ángulo, la válvula reguladora de presión precisa controla el cilindro para impulsar el rodillo oscilante, manteniendo la tensión de trabajo constante y asegurando una tensión de apilamiento de batería uniforme y constante; 

El sistema de corrección de desviación está emparejado con un grupo de módulos lineales de alta velocidad para garantizar que las placas positivas y negativas y  el separador  estén ordenados y consistentes durante  el apilado  y el bobinado. 

4) Ranura para electrodo de estación:

l Tanto las placas de electrodos positivos como los negativos están equipados con ranuras para material; 

l Detección automática cuando no hay material en el tanque de material; 

l Aviso de alarma cuando no hay material en el tanque de material; 

l Estructura flotante en tiempo real de las placas polares en la ranura del material de trabajo. 

5) Mecanismo de posicionamiento secundario:

l Ubique con precisión los electrodos positivos y negativos individuales para garantizar la precisión del  apilamiento ; 

l Equipado con función de detección de defectos. 

B. Parte eléctrica

• PLC :  Omron CP1H-X40DT

• Módulo de expansión PLC :  Omron CP1W-40EDT/20EDT

• Pantalla táctil :  Kunlun en estado TPC7062KD 

• Válvula electromagnética :  EMC 

• Cilindro de aire :  AIRTAC