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。     

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。     

动力锂电池极片挤压式涂布系统设计与实验研究

针对现阶段动力锂电池极片挤压式涂布没有成熟系统的问题,研究开发出一款稳定可靠的动力锂电池极片挤压式涂布系统。借鉴已有的相关研究成果,提出新型的挤压模头型腔设计方法,并设计出衣架型挤压模头型腔。结合转移式涂布系统,完成了供料装置、机头涂布装置、收放卷装置、烘干装置等结构的设计,并完成了控制系统的设计,然后搭建出整个系统,最后使用该系统进行实验,对实验样品进行取样分析,结果显示该系统是可行的。这一研究为动力锂电池极片挤压涂布技术的自主开发提供一定的理论支持。     

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.     

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。     

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。     

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。     

气动玻璃粉浆水涂布机喷涂头的设计

介绍了玻璃粉浆水涂布机的气动喷涂头结构与工作原理，喷嘴口的结构设计，料桶设计和加压口的缓冲设计等，解决了玻璃粉浆水涂布过程中浆水自流造成的质量问题。     

用有限元法确定金属管材制头机的制头压力

应用大变形接触分析的有限元法对管件在制头时的冷变形过程进行了数值模拟，计算了制头机水平模、上模压力随时间的变化规律，编写了相应的计算程序。计算结果为制头机的设计提供了有效的科学依据。     

基于功能分析的垫片放置机构的设计

阐述了基于功能分析的机构设计方法和步骤,从产品功能出发,进行功能的描述与分解,功能求解,功能的评价和优化。并以锂电池套管机的垫片放置机构的设计为例,论述锂电池套管机垫片放置机构的设计过程,提出机构设计方案。     

塑料异型材挤出模CAE技术及优化设计方法的研究

通过分析和计算模头内塑料熔体流动过程和定型模内型材冷却过程的数学模型、初始条件和边界条件,对这两个过程进行了数值模拟,获得了模头内熔体的速度场和定型模内型材的瞬态温度场。分别以模头流动的平衡性和定型模冷却的均匀性为优化目标,完成模头流道结构和定型模冷却水道的优化设计。结果表明,经优化设计后熔体流动的平衡性和冷却的均匀性都有显著提高,这对复杂型材挤出模的设计具有重要的理论意义和实际应用价值。     

薄壁六角螺母冷镦过程中模具磨损模拟分析及参数优化

以薄壁六角螺母工位四冷镦下冲头模具为例,基于Archard磨损模型采用DEFORM-3D软件对下冲头磨损进行分析。选取冲压速度、摩擦因子、模芯圆角、初始模具硬度4个主要影响因素,以降低模具磨损量为目标设计4因素5水平的正交试验。结果表明,冲压速度对该下冲头磨损影响最为显著,然后依次为摩擦因子、模具硬度、模芯圆角。通过极差和方差分析法,对4个因素进行优化,得出最优组合工艺参数,并验证了采用优化参数可大幅降低模具的磨损量,延长下冲头使用寿命。     

同水平热顶铸棒机定位装置的改进

通过对同水平热项铸棒机定位装置的作用原理和结构进行分析,找出影响引锭头自动定位的因素并加以改进,从而实现定位装置的自动对模.     

硬质PVC结皮发泡板的加工工艺研究

介绍了硬质PVC结皮发泡板材生产工艺流程,讨论了螺杆转速、挤出温度、挤出压力及机头、口模、冷却定型模结构等影响板材质量的主要工艺因素。采用新开发的硬质PVC板材生产设备,设置相对应的结皮发泡加工工艺参数,生产出具有优良性能的硬质PVC结皮发泡板材。     

高速高精动力锂电池注液机关键技术研究

大容量动力锂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,尤其是注液方面,随着环保要求的进一步提升,迫切需要改进为无人操作。有鉴于此,本项目针对大容量高速高精真空锂电池注液机的关键技术展开研究,主要包括分选和注液两大方面。分选是将锂电池扫码、称重并分拣的过程,注液则包括抽真空、注电解液、渗透静置、残液处理等内容。本项目综合采用调度优化、协同控制、传感器、计算机技术等多种学科和技术,属集成创新,可解决动力锂电池注液速度慢、精度低、稳定性差等问题,对于容量为20AH的动力锂电池,装备产能可达到4ppm左右,部分指标达到国际先进水平。     

蒙皮拉形机快速换模系统力学安全性分析

拉伸成形是飞机钣金的基本成形方法。由于飞机蒙皮种类繁琐、生产批量小,在拉形的过程中需要频繁的更换模具,而现有国内蒙皮拉形机换模仍为传统换模方式,换模时间长,换模过程繁琐。针对这一情况,研发出了一套蒙皮拉形机快速换模系统,能从根本上提高蒙皮拉形机的换模效率,进而提高蒙皮拉形机的生产效率。采用有限元方法,对所提出的蒙皮拉形机快速换模系统进行力学安全性分析,研究了该系统内部重要零部件在极限工况下的应力分布,对整个换模系统的完善与再优化具有重要的意义。分析结果显示:该蒙皮拉形机快速换系统是结构安全的。     

螺栓在冷镦机模内倒角

螺栓杆部末端倒角,有助于螺栓安装时对中,加快安装速度,缩短装配时间,同时在生产和运输中有利于保护螺纹,防止磕碰。1．冷镦机模内倒角存在的问题和采取的措施冷镦机模内倒角,我们以六角头螺栓全螺纹为例,开始模具结构采用如图1所示形式,但在生产中发现倒角模与顶模芯结合处易形成“夹渣”现象,     

基于PSO-RBF算法的锂电池SOH研究与预测

为了寻找锂电池充电的最优策略,采用建立模型的方法进行研究与预测充电策略的优劣.电池健康管理状态(State of Health)反映了锂电池的剩余寿命,一般作为锂电池充电策略优劣的一个评判标准.在实际应用中,不同的充放电策略对锂电池的SOH有不同的影响,由于对锂电池SOH影响因子很多,各影响因子之间相互耦合,实验验证极其复杂.RBF神经网络是一种比较常用的预测性神经网络,PSO算法是一种较为先进的优化网络参数的算法,将PSO算法和RBF神经网络融合,借助大量实验数据,训练RBF神经网络,使用PSO算法优化其网络参数,建立基于PSO-RBF算法的锂电池SOH预测模型,再将不同充电策略进行仿真验证.仿真结果表明,该模型预测能力优于普通RBF模型,可作为锂电池最优充放电策略验证的最优模型.     

嵌入式锂离子张力控制系统

锂电池在生活中的使用越来越多,无论是电脑、手机等移动终端设备电源还是汽车的大型电源,因为其工作电压高、无污染、无记忆效应寿命长的优点,使其成为了我们生活中必不可缺的东西。电池卷绕机则作为锂电池生产过程中的一个核心设备,其性能决定着锂电池质量的高低。本项目以提高锂电池的质量为目的,研究卷绕机在电池卷绕过程中的薄膜张力控制,提高卷绕机在卷绕过程中的稳定性。本系统采用以STM32系列的微处理器为控制核心,代替传统的PLC控制核心,降低成本,使系统的数据处理能力以及对端口设备的控制能力更强。     

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。