發布日期：2022-07-14 點擊率：65
近年來，新能源汽車的爆發帶動了鋰電行業的快速發展，鋰電池需求量不斷攀升。但是鋰電池制造的工藝非常復雜，不僅技術難度大，而且標準要求高，如處理不好將會影響鋰電產品的性能質量。其中如何實現“電池生產工藝的更高精度及智能化”是當下的重點課題。
通常來講，鋰電池電芯制造工藝過程主要分為：攪拌、涂布、輥壓、分切、極耳成型、卷繞/疊片、入殼、注液封口、化成分容、檢測出庫。光電傳感器作為設備感知的基本原件以及數據采集的源頭，在電池制造的自動化生產過程中幾乎無處不在。
在上個月剛結束的“第十四屆中國國際電池技術交流會/展覽會(CIBF2021)”上，作為光電傳感器先進技術的領導者，德國勞易測帶來了鋰電池制造工藝的傳感器解決方案，將傳感技術與鋰電生產技術相結合，提高了鋰電池生產線的自動化和智能化程度，為不同的應用場景和個性化的客戶需求提供可靠服務。
據了解，勞易測擁有豐富的產品線，包括開關傳感器、測量傳感器、識別系統、數據傳輸和圖像處理解決方案。作為安全專家，勞易測還專注于機械安全產品、服務和解決方案，聚焦新能源汽車、物流、包裝、機床和實驗室自動化等核心領域的應用，在這些領域積累了眾多的專業應用技術和豐富經驗。
對AGV小車進行精準定位
在鋰電池制造的前段工序中，涂布是非常重要的環節。需要將含有正負極活性物質的懸浮液漿料均勻涂布于鋁箔或銅箔片幅上，然后干燥成膜。正常涂布時，在收卷電極的拉動下，片幅以恒定速度運動進入涂布裝置進行涂布，然后進入烘干裝置進行烘干，烘干后的片幅經過收卷裝置進行收卷。收卷后的輥筒將通過舉升式AGV小車搬運至其它工位進行下一步工藝。
這時，通過對AGV進行準確定位就非常重要。據介紹，勞易測研發的IPS 200i全平面定位傳感器可安裝于AGV小車左右兩側，通過找尋兩側的參考標記點，能夠非常精準地將偏差位置傳遞給AGV小車，幫助小車實現準確可靠的定位，從而確保輥筒順利被AGV小車抓取。
▲圖為涂布工藝搬運小車的定位
給卷繞機安裝貼心安全門鎖
在中段工序中，卷繞是將正負極極片和隔膜按照正極—隔膜—負極—隔膜的順序進行排列, 再通過卷繞組裝成圓柱形或方形電芯的過程。卷繞設備在正常生產時，嚴禁操作員將門打開，否則不僅存在安全事故風險，嚴重時還會造成人身傷害。所以，卷繞機在運行時，柜門需要時刻保持鎖定功能，而且需要監控門的狀態，這就需要用到安全門鎖。
據了解，勞易測針對此問題，開發出了貼心的FS系列安全門鎖，其最大鎖定力為1100N，具備插銷觸點和鎖定線圈觸點。通過這些觸點不僅可以監控門鎖的狀態，還可以對插銷角度進行調節;即使門的位置有所偏差，也能夠正常使用。
▲圖為卷繞機內設備的防護
檢測電池彈夾存在狀態
往電芯中注入電解液也是不可缺少的環節。而為了讓電解液充分浸潤極片，在電芯被注入電解液之后必須靜置一段時間，然后才能實施后續的化成工序。這其中，需要通過安放電池的彈夾通過滾筒輸送線有序地運送到靜置爐中。
據勞易測工作人員介紹，公司開發的電容式接近開關LCS系列可安放在滾筒下方間隙中，檢測黑色電池彈夾的存在狀態。在此過程中，不受溫度影響，穩定檢測的黑色物體為PC+GF20材質電池彈夾，且不受附近的金屬滾筒線影響。
▲圖為高溫靜置爐的電池檢測
每個電池信息都精準入庫
鋰電池后段生產工藝主要為化成、分容、檢測和包裝入庫四道工序。其中，化成和分容作為后段工藝中最主要環節，化成的主要作用在于將注液封裝后的電芯充電進行活化，分容則是在電池活化后測試電池容量及其他電性能參數并進行分級。化成和分容通常由自動化化成分容系統完成;在化成分容立庫中，電池需通過輸送線和堆垛機運送到化成分容柜。
為了能對堆垛機進行準確定位，勞易測研發了長距離激光測距傳感器AMS 300i和光通信設備DDLS 500系列。AMS 300i檢測距離可達200米，精度可保持在±2毫米。高精度，確保了堆垛機定位的精確性，保證電池存放和提取的效率。DDLS 500系列以光為載體進行數據傳輸，有效避免了在移動設備上線纜通信的弊端。
▲圖為鋰電池倉儲系統設備的定位
在最后的檢測和包裝入庫中，每一個電池的信息都必須要精準入庫。通過識別電池上的二維DPM碼，將電池信息記錄在案。據悉，勞易測的二維碼閱讀器DCR 200i系列基于視覺原理，能夠很好地閱讀激光雕刻的DPM碼。集成于WebConfig工具的向導程序能夠指導快速輕松地完成安裝過程并簡化調試，同時產品還集成有以太網TCP/IP和Profinet等現場主流總線接口。
▲圖為識別電池上的二維DPM碼
鋰電池生產工藝各個環節都與產品質量、安全性有緊密的聯系，每一環節都要從嚴、從細進行管理，這樣才能提升產品安全性能。無疑，傳感器的應用將不斷提高鋰電生產線自動化與智能化程度，未來傳感器技術也將不斷改進提升。很多時候，即便是微小的技術革新，都有可能掀起新一輪的制造升級。
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