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.     

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。     

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。     

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。     

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。     

基于Gabor滤波与分水岭算法的锂电池极片缺陷检测方法

针对锂电池极片在人工检测过程中检测效率低、检测错误率高等问题,提出一种基于自适应Gabor滤波与分水岭算法融合的锂电池极片缺陷检测方法。首先通过改进传统Gabor滤波器的参数,实现Gabor滤波器的自适应,得到滤除背景的缺陷图像;然后使用大津法对图像二值化处理,利用分水岭算法进行边缘提取;最后利用分割出的边缘获得坐标,利用最小外接矩形法实现缺陷检测。结果表明,相对于区域生长算法和改进的Canny算法,本文方法的抗干扰能力得到提高,可以对锂电池极片漏金属、黑斑、白斑、脱碳、条痕等多种缺陷进行较为精确地检测,能够用于锂电池极片缺陷的自动化检测。     

间歇式高速摄影机全输片力研究

在实验研究间歇输片过程中胶片的微观运动规律时,发现输片力是不连续的,这与国内外有关输片力研究的报导不一致。本文根据间歇输片的实际情况,在近似假设的基础上,建立了新的间歇输片动力学模型,推导出输片力函数表达式,并用计算机模拟胶片在片道中的运动过程,图示了全输片力曲线,解释了实验结果,为输片力的精确研究打下了基础。     

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。     

基于改进 Canny 算子的锂电池极片表面缺陷检测

针对目前锂电池极片表面存在低对比度微小缺陷难以检测的问题,提出了一种基于改进Canny算子的锂电池极片表面缺陷检测方法。首先,使用双边滤波改善高斯滤波在降噪时可能造成的图像边缘模糊问题,并在此基础上引入多尺度细节增强算法来增强低对比度图像;其次,基于Sobel算子的3×3梯度模板计算极片图像的梯度幅值和梯度方向;最后,基于最大熵和Otsu算法自动获取图像的高、低阈值,通过逻辑与运算对两种算法阈值分割后的检测结果进行边缘融合,并利用形态学闭运算和细化算法修复不连续边缘,得到最终检测边缘。实验结果表明,传统Canny算子和Otsu-Canny算法难以有效检测不同类型的暗斑、露箔和划痕缺陷,而本文算法对这些缺陷均取得了较好的检测效果,能够在突出目标缺陷区域的同时,有效减少同色度背景噪声,正确检测率达98%,具有一定实用价值。     

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。     

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。     

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.     

基于等维新息GM(1,1)模型的锂电池极片厚度测量粗大误差的判别

针对利用激光位移传感器测量锂电池极片厚度时,粗大误差对测量结果干扰的问题,分析粗大误差存在的原因。提出了基于等维新息递补GM(1,1)模型的算法,并利用算法对测量厚度值进行粗大误差判别,验证了算法的准确性。     

电池极片生产线纠偏控制器的设计

以单片机C8051F020为控制核心,设计一种电池极片连续轧制生产线的纠偏控制器。电池极片的连续轧制生产线中,由于机组中的机械误差,导棍偏差,震动以及极片张力的波动等原因导致极片出现跑偏的现象。它使得极片的轧制过程中容易造成损伤,严重地影响产品质量和经济效益。在收卷工序中的纠偏系统可以有效的防止塔型卷现象。因此纠偏系统在电池极片连续轧制生产线中起重要的作用。进而取代PLC控制方式,在完成生产需要的同时,降低了成本。对纠偏控制器的硬件设计进行了介绍,应用PID算法对软件程序进行设计。试验结果表明满足实际生产需要。     

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...     

电池极片轧机液压压下系统的建模仿真与实验研究

为了提高极片轧机的轧制效率和轧出极片质量,对极片轧机液压压下系统进行了分析,给出了电池极片的负载特性方程,建立了包括液压泵站在内的系统仿真模型,并对恒轧制力和恒位移两种方式进行了实验和仿真分析对比。仿真结果与实验结果基本一致,表明所建立的仿真模型具有实际参考价值,为液压控制系统参数优化和设定合理的压制工艺提供了依据。     

铜电解始极片剥片机的设计

铜电解所用的始极片,是在电解槽中生产出来后再经加工而成的。在生产过程中,钛种板做为阳极,以硫酸铜和硫酸的混合液为电解液,通电后,铜从电解液中向阴极移动,到达阴极后获得电子而在阴极析出纯铜,最终形成始极片。长久以来,铜电解始极片的生产过程已经实现自动化作业,然而始极片的剥离工序仍为人工作业,工人的工作量和劳动强度非常高,而且人工剥离会使得铜始极片产生弯曲变形以及破损,严重制约着始极片铜质量的提高。为此,利用气动技术,采用真空吸盘,设计了一台铜始极片剥离机,使得铜始极片的剥离能够实现自动化,从而减轻工人劳动强度,提高生产效率。     

高性能涂布试验机的涂布辊设计研究

涂布模块是涂布试验机的核心单元,三辊逆向涂布模块是涂布试验机的一种典型涂布模块。本文以三辊逆向涂布模块的涂布辊为例,建立了一套对高性能涂布试验机的辊子的设计与分析方法。通过深入研究三辊逆向涂布头的涂布辊工作原理,采用SolidWorks建立了涂布辊模型,并结合理论分析和工程经验对涂布辊各个参数做了详细讨论,最后,对涂布辊进行了基于COSMOSWorks的有限元分析。     

搬运镍始极片的专用堆垛台设计

通过对冶金工业中镍始极片的堆垛要求进行分析,并参考所配合使用的搬运机械手的运作规律,设计了一个自由度为2的镍始极片堆垛台。堆垛台主要由旋转底座、升降部分和挡杆等零部件组成。它可以实现360°旋转（每次可转90°）和升降的功能,从而可以满足镍始极片整齐堆垛的要求。另外,该堆垛台不仅可以运用在镍始极片的堆垛上,还适用于其他同类物品。利用这一装置可以大大减轻工人的劳动强度,改善工人的劳动条件,从而大大提高生产效率。