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。     

浅谈折返式双面挤压精准涂敷技术在锂电池极片涂布系统中的应用

随着锂电池产业发展及产业竞争加剧,国内锂电设备的发展趋势必然朝着高效率、高精度、高稳定和自动化、国产化的方向发展.锂电池极片制造属于锂电池制造的前端工序,其制造品质对电芯性能的影响较大,项目针对锂电池制造技术发展方向,开展锂电池极片智能化连续制造技术的研发,符合市场发展需求以及国家、地方产业政策,能为下游锂电池生产厂家...     

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。     

锂电池极片分条机电控系统设计

介绍了锂电池极片分条机的完整电控系统,包括PLC、变频器和触摸屏等;主要功能包括开卷纠偏控制、开卷张力控制、分切刀具调整以及复卷纠偏控制和复卷张力控制等。     

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。     

一种动力锂电池均衡系统设计

针对目前动力锂电池组均衡电路均衡效率低、损耗高,不易扩展等问题,设计了一种以STM32控制器为主控、低功耗MOS管为开关器件的改进型开关电容均衡电路,并对均衡算法进行了设计。经过对动力锂电池组的充放电测试,本均衡电路能够显著提高均衡效率和效果,并降低了均衡过程中的损耗。     

锂电池极片干燥箱风速场均匀特性研究

以锂电池极片干燥箱为研究对象,通过结构建模与流场数值模拟,得到其稳态风速场,对风速场均匀特性进行了重点分析,首次提出了均匀程度的量化指标及计算方法.基于前述物理模型和分析方法,对比分析了常用工况下不同运行参数对风速场均匀程度的影响;探讨了进风口、回风口的数量和位置等结构因素与风速场均匀性的定性关系.为干燥箱结构优化设计,提高能量利用效率和极片干燥质量提供了理论依据.     

锂电池极片辊压机刚度分析与结构优化

在锂电池极片加工过程中,由于其高能量密度要求与涂覆材料力学性能存在矛盾,故需要根据极片所需压缩比严格控制辊压力的大小,而实际中,轧辊特性使两辊之间窄缝距离的直接测定不容易,因此难以通过物理样机试验的方式直接得到生产过程中辊缝与辊压力之间的关系。针对该问题,简化了辊压过程中的物理量,建立了整机和极片变形的数学模型,利用数学模型间接得到整机辊压力与辊缝变化之间的定量关系。采用仿真驱动设计的方式,基于响应面法和多目标优化算法得到整机的设计优化结果。测试试验表明,简化的数学模型可以数字化地描述辊压机的工作情况,便于指导生产中控制极片的制造工艺参数,同时基于响应面的设计优化提高了辊压机的设计生产效率。     

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。     

动力蓄电池包挤压失效仿真与实验

为提高动力蓄电池包挤压仿真的精度,将延性损伤准则引入到有限元仿真,通过单轴拉伸试验、纯剪切试验与缺口件拉伸试验与有限元仿真,获得了某动力蓄电池包结构所用材料6061-T6铝合金的延性损伤参数。型材三点弯曲试验、动力蓄电池包挤压试验与有限元仿真的结果表明:输入延性损伤参数的有限元仿真结果与试验结果误差小,能较为准确地模拟铝合金损伤对结构承载性能的影响;不考虑材料失效的结果与试验结果误差较大。     

锂电池极片干燥箱风刀内流特性的试验与数值模拟对比研究

为获得锂电池极片干燥箱中所用风刀的均流特性与阻力特性及验证数值模拟结果的正确性,依据几何相似,使用有机玻璃材质,制作与数值仿真模型相同结构尺寸的风刀性能试验箱体。采用与数值模拟一致的进口流量和出口压力为边界条件,实现运动相似。通过对不同流量下进出口压差的测量,得出风刀的阻力特性;利用热线风速仪沿风刀出口逐点测取风速值,求得风刀对空气的均流特性。试验结论与数值模拟结果具有较好的一致性：在同样整体尺寸和运行工况下,带有底部筛板及内胆的风刀阻力较小,进出口压差在33～524 Pa,其均流性最好,出口气流均匀性在95%以上;带有顶部出风圆孔且无内胆的风刀阻力最小,进出口压差在24～354 Pa,其均流性最差,出口气流均匀性为80.4%,达不到使用要求;无底部筛板和内胆且出风口狭小的风刀阻力最大,进出口压差在203～3 234 Pa,达不到减阻要求,其均流性较好,出口气流均匀性为91.1%。探讨风刀均流作用与压力损失之间的内在联系,提出在实际生产中风刀形式的选择与调整原则。     

未知噪声频率环境下锂电池极片激光测厚研究

影响激光传感器在线检测锂电池极片厚度的因素主要包括激光传感器的测量精度、C型扫描机构固有频率和振动频率扫描时引起的动态误差以及外界环境噪声。多尺度小波去噪算法需明确噪声的先验频率,而常规稀疏分解算法在训练阶段采用与实际数据特征无关的相干比值确定迭代终止条件且构建过完备原子库的运算量巨大。改进稀疏分解去噪算法在训练阶段针对不同情况下的锂电池极片厚度,得到高度冗余的最佳原子参数,通过选取更反映数据波动性能的最小均方差值的迭代值作为测厚终止条件;在实测阶段,不需构建过完备原子库,而是提取训练阶段最佳原子参数构建次最佳原子函数,提取训练阶段最小均方差作为稀疏分解迭代终止值,实现了快速去噪。结果表明:相对于小波算法和常规稀疏分解算法,对于非连续性小幅面锂电池极片在缺乏先验知识的条件下,改进稀疏分解算法具有较好的去噪性能,满足高精度快速去噪的要求。     

超级电容器电极狭缝挤压式涂布质量缺陷分析

超级电容器是一种新型超高能量转换效率的储能器件。相较于传统电容器,它具有更高的能量密度;相较于充电超级电容器,它具有更高的功率密度和超长的循环寿命。因此,简要分析超级电容器电极狭缝挤压式涂布质量的主要影响因素和产生质量缺陷的机理,并针对实际生产过程中质量缺陷的产生原因进行分析,提出相关的解决方法。     

一种异形锂电池极片制袋机的张力分析与仿真

目前,高性能异形锂离子电池已经成为了智能穿戴设备市场中需求旺盛的产品。其中异形锂离子电池的电极隔膜生产加工是国内生产厂家需要突破的关键技术。文中通过分析改进通用制袋机的张力控制,从而使通用制袋机满足异形锂离子电池的电极隔膜加工。使用闭环式张力控制系统建立了通用制袋机的放卷辊轴和传动辊轴两段式张力控制系统,通过系统仿真证明了在当前系统模型下能够有效地控制张力,从而满足异形锂离子电池的电极隔膜加工电化学性质需求。     

基于图像处理与卷积神经网络的锂电池极片缺陷检测与分类

针对锂电池生产过程中极片缺陷检测存在精度差、速度慢的问题,提出了一种基于图像处理和卷积神经网络（Convolutional Neural Networks,CNN）的缺陷检测与分类方法。首先,利用双边滤波、灰度变换、阈值分割、形态学处理、Canny检测和最小外接矩形提取等方法,分别实现图像去噪、对比度增强、图像分割、区域填充、边缘检测和缺陷轮廓标定;然后,对极片的裂纹、破损、黑斑和压孔四种缺陷图像进行变换,扩充数据集,搭建卷积神经网络模型;最后,将标定轮廓区域延展图像输入到搭建的模型,确定缺陷类型。结果表明,该方法对锂电池极片缺陷的检测与分类具有较高的准确率,能够实现对锂电池极片缺陷的自动化检测。     

锂电池极片辊压自动换卷方法设计

锂电池的正负极极片辊压是锂电池生产的一个重要环节。根据现有极片辊压换卷方法中的不足,提出了一种自动换卷方法。此种方法可有效减少在传统换卷过程中所造成的极片污染,提高了生产效率。通过对整机建模并应用Solidworks软件对整机的关键零件进行优化设计分析,最终得到满足工作需要且目标最优的零件结构尺寸。为电池极片辊压换卷提供了一种新的方法。     

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.     

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。     

锂电池化成与分选系统设计

介绍了锂电池化成与分选系统,包括针床式化成分容设备BK-8768LH及其配套设备BK-700-192内阻仪、BK-9192分选机及配套开发的一套软件,它除了控制各设备正常运行外及实现多参数综合分选外,重点实现了对数据的有效管理和数据的追溯、统计等功能。