基于ANSYS的锂电池涂布机模头应用分析

作为锂电池涂布机"心脏"的涂布模头,一直被进口厂家占据着大部分市场份额,阻碍了国产涂布机的发展和成本优化。现以锂电池极片涂布机中的双腔式挤压涂布模头为研究对象,利用ANSYS软件针对模头流道进行流体分析,尝试改变模头的入口速度、条缝厚度、斜口角度等因素,查看是否对涂布质量产生影响,确定影响因子,寻找优化路线。     

新型宽幅动力锂电池挤压式涂布机的研制

为了减少涂布工艺中涂层干厚度误差,提高动力锂电池极片生产质量,提升生产效率,研制出一种新型宽幅动力锂电池挤压式涂布机。挤压式涂布机结构主要有大理石平台和漂流烘干箱构成,这种设计有效提高设备耐用性和物理精度,并消除了生产过程中的物料损伤。控制系统采用三菱张力控制器LE-40MTB-E和张力传感器LX-015TD构成闭环控制系统,进行恒张力控制;采用卷径计算单元LE-40MD和变频器构成料带恒速控制,以应对在生产过程中的卷径不断变化。经过严格测试证明,系统运行稳定可靠,各种技术参数符合性能指标,其中单面涂布干厚度误差比传统设备降低了30%左右,有效解决了传统涂布工艺中涂层精度不高问题。     

涂布机自动供料系统的设计方案

基于锂电池极片的浆料特性和涂层质量的要求,设计方案有效地解决了狭缝挤压式涂布的自动供料问题,为后续实现良好的涂布效果提供可能。     

高速、高精智能化锂电池涂布机关键技术研究

大容量动力蓄电池逐渐成为动力电源的主体,但锂电池生产装备仍是制约国内当前锂电池产业发展的一个重要瓶颈。基于上述问题,针对高速、高精智能化锂电池涂布机的关键技术展开研究,主要包括挤压涂布、快速烘干、张力纠偏和实时膜厚监测反馈闭环控制。通过有限元仿真优化挤压涂布模头参数,采用悬浮式烘干技术和空气动力学设计技术实现快速烘干,张力纠偏采用全闭环张力控制和全自动EPC实时纠偏。综合采用运动控制、伺服驱动、传感器、计算机技术等多种学科和技术,属集成创新,实现了放卷、纠偏、张力控制、浆料输送、涂布、烘干、收卷等多功能复合一体化结构,涂布速度为15~30m/min,部分指标达到国际先进水平。     

极片涂布工艺参数与涂层湿厚度关系的数值模拟

为探究锂电池极片涂布工艺参数与浆料涂层湿厚度之间的定量关系,基于Volume of Fluid(VOF)方法建立了狭缝挤压式涂布外流场的数值计算模型,分析了锂电池浆料微观流动过程及涂布缺陷形成原因,运用Minitab软件设计了三因子两水平的全因子仿真试验,讨论了基材运动速度、涂布间隙和入口流速对浆料涂层湿厚度的影响规律.仿真结果表明,在一定工艺参数范围内可获得稳定均匀的涂层,否则会产生涂布缺陷,其中基材运动速度和入口流速为涂层湿厚度主要影响因素,建立的数学模型在仿真试验条件下可预测湿涂层的厚度,为锂电池极片涂布工艺参数的优化提供理论支持.     

基于PLC和MCGS的锂电池生产线涂布控制系统设计

涂布是锂电池生产技术中最重要的环节,而涂布机的稳定运行以及极片最终的工艺要求都直接和涂布机的电气控制系统有关。锂电池生产线涂布控制系统对速度和位置等参数的控制要求很高,故选用变频器对放卷、牵引和收卷电机在整个前进过程的速度进行控制,选择伺服驱动器来完成背辊、涂辊的推动和调刀电机的定位控制和速度控制,保证了系统的灵活性、可靠性。经试验,系统能满足锂电池涂布工艺要求。     

锂电池极片间歇式涂布器的设计

针对锂电池极片间歇式涂布生产中存在的涂层厚度不均匀、反面涂布需要定位、背辊避让时影响基材运行速度及张力等问题,设计了一种间歇式涂布器,通过对计量辊与涂布辊间的间隙进行自动调整、涂布辊与背辊速度差自动调整、背辊避让和复位的速度及速度曲线设定等方式的设计实验,实现对各涂段涂层厚度的控制;通过摆臂式导辊,实现基材走带的稳定运行,通过传感器补偿设置实现正反面极膜准确对位,解决了前述问题。经实际应用证明,该间歇式涂布器,可自动实现各涂段涂层厚度均匀控制、保证基材稳定运行、保证正反面极膜准确对位。所设计涂布机自动化程度高、参数设定简单、运行稳定、具有一定先进性和经济价值。     

基于STM32的动力锂离子电池极片轧机控制系统设计

动力锂离子电池作为新能源汽车的核心动力部件,而电池极片厚度的均匀性决定了电池的性能,目前锂离子电池极片轧机轧制速度慢、轧制精度低。针对以上问题,开发了一套基于STM32的动力锂离子电池极片轧机控制系统,系统采用模块化设计,对系统开关量输入输出电路、模拟量输入输出电路、通讯电路等硬件电路进行设计;软件采用Free RTOS操作系统,提高系统实时性以及轧制效率。测试结果表明,系统可有效地提高锂电池极片的轧制精度和轧制效率,轧制速度可达30 m/min,轧制精度误差达±0.003 mm。     

锂电池极片真空干燥工艺研究

针对目前锂电池极片干燥工艺中烘箱真空度很难达到10Pa以下、干燥工艺时间过长的问题,提出一种优化的极片干燥工艺方案。通过增加一个放置极片的真空腔,对真空腔进行抽真空,大大提高了极片干燥效率,并降低了极片在工序转接过程中二次污染的风险,保证极片在组装前水含量达到要求,提高了锂电池的产品质量。     

超声弹性成像实验系统的研制

研制了一套超声弹性成像实验系统。该系统包括B型超声诊断仪、高速采集卡、螺旋挤压装置和脉冲接收器等装置。利用该系统进行了超声体模实验和高强度聚焦超声（HIFU）及微波治疗热损害检测的动物组织实验。结果表明，超声弹性成像能够很好地检测出组织内部的弹性模量差异，而B超成像不能检测出，从而证明了该系统的可行性。     

金属挤压工艺智能化设计系统的研究与实现

在金属挤压塑性流动实验研究的基础上,对金属挤压成形工艺特点进行了归纳总结,确定了挤压工艺智能化设计系统的工艺规划方法,完成了金属挤压工艺智能化设计系统的设计和开发。     

仿鱼罩式无动力捕获装置设计与分析

针对复杂海况下水下装备的捕获问题,根据传统捕鱼罩结构形式,提出了一种面对点捕获方式,设计出具有锁紧与解锁功能的四连杆捕获机构,开发出由支撑外壳和四连杆捕获机构组成的新型仿鱼罩式无动力捕获装置。基于RecurDyn、Adams、Workbench环境,对捕获系统进行了运动学、动力学、有限元分析研究。研究结论表明,该装置可以在无动力条件下稳定地捕获水下装备,捕获过程方便、安全可靠;基于数字化设计分析技术为海洋工程装备开发提供了有益的探讨。     

锂电池极片不平度研究与辊压机结构优化分析

根据测量常规锂电池极片辊压过程后的厚度发现,极片厚度往往并不均匀。通过建立辊压机主动滚的受力数学模型,得出极片厚度不均匀机理。为改善这种现象,提高锂电池质量,提出对传统辊压机的结构优化改进,即在压辊两端安装轴承座与两组施力不同的液压缸。对优化后的辊压机进行Solidworks建模并进行优化分析,得到使压辊弯曲应力最小时应对液压缸的施力。并通过二次开发软件建立辊压极片的设计平台,可极大提高获取机构优化后的辊压机相关工作参数的速度。实验结果表明,优化后的辊压机可使锂电池极片厚度更为均匀,锂电池生产自动化水平度大幅提高。     

新能源动力锂电池灌胶模组检测系统设计

设计了一种动力锂电池灌胶模组自动检测系统,介绍了检测系统的检测原理,检测方法及设备之间的通讯方式,并研究了减少测量误差的方法。该系统以西门子可编程控制器为核心,采用扫码器、称重传感器、测距仪、电池检测仪与安规检测仪分别对电池模组的条码、重量、外观、电压内阻和绝缘性能进行检测,数据采集完成后采用合理的通讯方式传送给主控制器。利用该系统可以快速精确地对模组参数进行采集,在动力锂电池模组检测自动化集成方面具有重要意义。     

阵列式静电-电容传感器灵敏度特性研究

结合静电和电容传感技术各自的特点,提出了阵列式静电-电容传感器用于气固两相流中固相颗粒的局部速度、局部浓度以及局部流量测量。利用静电极片阵列与电容极片阵列获取管道内颗粒的速度分布与浓度分布,进而计算出颗粒的局部流量。该阵列式传感器参数测量的准确性直接取决于它的空间灵敏度分布特性。对静电极片阵列和电容极片阵列的灵敏度特性进行了研究。首先,建立了静电极片阵列的三维静电场模型,通过有限元法分析静电极片阵列的结构参数(电极长度、电极覆盖角等)对传感器灵敏度特性的影响;然后根据电磁场理论建立电容极片阵列的数学模型,并对其进行数值计算,研究管道厚度、管道介电常数、电极覆盖角等参数对传感器灵敏度特性的影响;最后搭建了传动带装置进行了实验研究,实验结果证实了模拟结果的准确性,为阵列式静电-电容传感器的优化设计提供理论依据。     

圆柱内壁工件的内撑式抓取与装配机械手设计

根据叶蜡石块生产压机特定的工作要求,设计了一种用于圆柱面内壁工件作业的内撑式抓取与下压装配机械手。该机械手主要包括内撑式三爪指系统和一个筒状手掌,手指系统与筒状手掌之间采用弹性连接;手指系统可以在装配作业中回缩与内藏于手掌内,以避让成型模腔中心的凸模。对机械手的结构与工作原理进行了介绍,对机械手关键参数的设计(包含内撑夹持力、稳定夹持物料转运条件、气缸驱动力的限制等)进行了论述。仿真分析与实验结果表明,该机械手可以满足特定作业对象的工作要求。相关研究为自动化装置的作业机械手的设计提供了新思路与实践。     

多通道复合式直线振动传输系统设计研究

本文针对现阶段生产流水线上圆饼状零件排列和上料效率不足的问题,提出一种多通道复合式直线振动传输系统。该方法通过现有的排列机械手技术和减速器衬套加工生产线为基础,针对圆饼状零件开发出一套多出路高效率自动化姿态调整和上料的装置。借鉴已有的相关研究成果,提出了新型的多通道滑道。结合传感器以及机械手,完成了供料装置、分拣装置、检测机构、翻转执行机构等的设计,并完成了控制系统的设计,然后搭建出整个系统,最后对本系统进行实验,计算实验效率,结果显示可以大大提高出料效率。     

AC800F DCS在釜式反应器实训装置的应用

针对石油化工专业群实验实训教学与科研的需要,设计出一种基于AC800F DCS实现过程控制的釜式反应器实训装置。利用该装置成功完成了邻氯苯胺的中试。实施结果表明,该系统提高了装置运行操作安全级别,使得实验实训更接近真实生产过程,为后续实验或工业生产设计提供可靠数据。     

基于SolidWorks二次CAD/CAPP系统开发

介绍SolidWorks二次开发的过程 ,并设计一套挤压模CAD/CAPP系统。该系统能进行挤压工艺分析和模具设计     

锂电池全自动极耳折弯封盖机系统开发

设计开发了一种用于锂电池生产工艺中的极耳折弯与封盖机系统。应用该系统,可以在锂电池该环节生产中用自动化生产取代传统的手工操作,在解决手工生产中的产品安全性低、一致性差、质量不稳定等问题的同时,能大大提高产品生产效率。