技術(shù)解析鋰離子電池高效率Z型疊片機(jī)

   一般而言，全自動(dòng)疊片機(jī)主要是適用于大型動(dòng)力電池電芯疊片工藝的自動(dòng)化設(shè)備，將鋰電芯的正、負(fù)極片與隔離膜的做Z形疊片裝配、貼膠紙包扎，形成電芯。 我們來(lái)介紹下Z型疊片機(jī)的實(shí)際應(yīng)用過(guò)程。

  Z型疊片的過(guò)程示意圖。步驟一，隔膜在疊片臺(tái)上由夾具和夾輥固定展平，機(jī)械手抓取正極片并放置在疊片臺(tái)上;步驟二，隔膜左移折疊，再展平固定后，機(jī)械手抓取負(fù)極片并放置在疊片臺(tái)。如此反復(fù)，后面完成電芯組裝。

  因此，電芯是由許多個(gè)負(fù)極—隔膜—正極單元(ESC)組成的，每個(gè)單元的組裝時(shí)間可以分解為正極抓取-放置，隔膜移動(dòng)折疊，負(fù)極抓取-放置三個(gè)部分，如圖3所示。假設(shè)純電動(dòng)汽車(chē)電池容量為50Ah，由37片極片組成，目前工業(yè)上每次極片抓取-放置時(shí)間為1.8-2.5s，一個(gè)單體電池疊片共需要80s。

  要提高疊片效率， 個(gè)方法就是提高疊片的整體平均速度。如圖4所示，例如增加極片抓取-放置動(dòng)作的加速度，減速度，移動(dòng)速度;隔膜左右移動(dòng)速度等。但是，機(jī)械系統(tǒng)速度太快會(huì)損傷極片表面，極片放置精度也會(huì)降低。如圖4所示方法提高送料平均速度，50Ah電池組裝時(shí)間由80s縮減到了51s。第二個(gè)方法是科學(xué)合理設(shè)計(jì)機(jī)械部件，減少機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)距離，但是通過(guò)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)降低運(yùn)動(dòng)距離的能力有限。

  卷繞組裝工藝沒(méi)有離散的極片抓取-放置動(dòng)作，整個(gè)過(guò)程是連續(xù)性的，生產(chǎn)效率比較高。作者參照卷繞工藝過(guò)程(圖5所示)，設(shè)計(jì)了高效率的z型疊片機(jī)，具體結(jié)構(gòu)示意圖如圖6所示。極片參照卷繞工藝通過(guò)傳送帶連續(xù)性送入疊片位，以隔膜速度為依據(jù)，使極片送料速度匹配疊片，保證正負(fù)極送料速度不會(huì)出現(xiàn)零的情況將疊片離散型工藝轉(zhuǎn)變成連續(xù)型工藝，極片疊片方式如圖7所示。采用這種疊片工藝，前文所述50Ah電池組裝時(shí)間由80s縮短到22s，生產(chǎn)效率較大提高。

       z型疊片機(jī)對(duì)于適用于大型動(dòng)力電池，是一種擁有遠(yuǎn)大前景的自動(dòng)化設(shè)備。