Halbautomatische Wickelmaschine für zylindrische Lithium-Ionen-Batterien

Produktübersicht

Diese halbautomatische Wickelmaschine ist ein Präzisions-Kernmontagesystem, das speziell für die Herstellung zylindrischer Lithium-Ionen-Batteriezellen entwickelt wurde. Konzipiert, um die Lücke zwischen F&E im Labormaßstab und industrieller Produktion mit hohem Durchsatz zu schließen, stapelt und wickelt diese Anlage Kathoden- und Anodenelektrodenstreifen präzise mit zwei Separatorfolien. Die Einheit automatisiert den gesamten kritischen Wickelablauf – einschließlich hochpräziser Wickeldornrotation, Stationsindexierung, präzisem Separatorabschnitt, automatischem Aufbringen des Endbands und Zellaustrag – nach dem manuellen Einlegen der Elektrodenstreifen.

Entwickelt für forschungsintensive Institute, Pilotlinien und spezialisierte Batteriefertigungsstätten, unterstützt das System eine breite Palette zylindrischer Zellformate mit Außendurchmessern von 10 mm bis 25 mm. Durch anpassbare Wickeldorn-Werkzeuge deckt es Standard- und Sondergrößen wie 18650, 21700 und 26650 ab. Das System bietet unübertroffene Vielseitigkeit bei verschiedenen Batteriechemien, darunter Lithium-Eisenphosphat (LFP), Nickel-Mangan-Cobalt (NMC), Lithium-Cobaltoxid (LCO) sowie zukunftsweisende Festkörper- oder Natrium-Ionen-Formulierungen.

Mit industrietauglicher mechanischer Steifigkeit und intelligenter servogesteuerter Bewegung gewährleistet diese Anlage eine reproduzierbare Wickelspannung und -ausrichtung im kontinuierlichen Mehrschichtbetrieb. Integrierte optische und Näherungssensoren arbeiten nahtlos mit hochpräzisen Schritt- und Servomotoren zusammen, um ein Lösen des Kerns, Kernzug, Elektrodenversatz oder Separatordeformationen zuverlässig zu verhindern. Die resultierenden Wickelkörper (Jelly Rolls) weisen eine hervorragende strukturelle Integrität, enge Maßtoleranzen und eine fehlerfreie Verarbeitung auf, die für erstklassige elektrochemische Leistung unerlässlich sind.

Hauptmerkmale

• Einnadel-Gegensteck-Werkzeug: Verwendet einen starren Einnadel-Gegensteck-Wickeldornmechanismus (Durchmesser von 2,5 mm bis 8,0 mm), der eine zentrierte, gleichmäßige Kerngeometrie gewährleistet und gleichzeitig Verformungen der inneren Wicklungen oder Beschädigungen beim Ziehen der Nadel verhindert.
• Aktive Separator-Zugspannungsregelung im geschlossenen Regelkreis: Aktive Zwei-Rollen-Separatorabwickler nutzen das Feedback von Näherungssensoren und dedizierte Schrittmotoren, um die Bahnspannung während schneller Beschleunigung, stationärem Wickeln und Verzögerung sanft zu regeln.
• Integrierte Staub- und Partikelentfernung: Ausgestattet mit speziellen Elektrodenreinigungsmodulen, die lose Aktivmaterialpartikel und Schnittgrate vor dem Wickeln entfernen, was das Risiko interner Mikrokurzschlüsse erheblich reduziert.
• Flache horizontale Endbandabklebung: Verfügt über eine automatische horizontale Klebestation, die das Abschlussband rechtwinklig zu den Zellableitern anbringt, ohne den Wickelkörper zu überdehnen, was eine flache, blasenfreie und sicher haftende Außenumwicklung garantiert.
• Präzise Überstands- und Ausrichtungskontrolle: Bietet strenge Ausrichtungstoleranzen innerhalb von ±0,5 mm sowohl für Separator-zu-Elektrode- als auch für Anode-zu-Kathode-Grenzflächen und erfüllt damit den verbindlichen Sicherheitsstandard der Industrie für eine vollständige Umhüllung der Anode durch den Separator und der Kathode durch die Anode.
• Einstellbare mehrstufige Wickelgeschwindigkeiten: Ein drehmomentstarker Panasonic-Servoantrieb ermöglicht mehrstufige Geschwindigkeitsprofile, die auf spezifische Elektrodenlängen, -dicken und mechanische Substrateigenschaften abgestimmt sind, wodurch Durchsätze von bis zu 8 bis 11 Zellen pro Minute erzielt werden.
• Automatische Stationsindexierung und Zellauswurf: Taktet den gewickelten Kern nahtlos vom Wickelbereich zur Schneid- und Klebestation und schließt mit dem automatischen Kernauswurf für optimale ergonomische Effizienz des Bedieners ab.
• Intelligente HMI und Fehlerdiagnose: Ein 7-Zoll-Echtfarben-Touchscreen von MCGS in Kombination mit einer Panasonic-SPS bietet Echtzeit-Rezepturverwaltung, intuitive Parameterkalibrierung, umfassende Fehleralarme und Ein-Tasten-Systemrücksetzfunktionen.

Anwendungsbereiche

Technische Daten

Warum dieses Produkt wählen

• Präzision und Wiederholgenauigkeit in Industriequalität: Aufgebaut auf einem robusten 800-kg-Stahlbauchassis mit CNC-gefrästen Montageplatten eliminiert diese Maschine Hochgeschwindigkeitsvibrationen, um eine strikte Wickelausrichtung von ±0,5 mm aufrechtzuerhalten und bei längeren Produktionskampagnen eine Fertigausbeute von ≥98 % zu erzielen.
• Fortschrittliche Zellsicherheit und Ausbeuteschutz: Durch die Integration von schrittmotorgeregeltem aktivem Separatorabwickeln, dehnungsfreiem horizontalem Abkleben und Inline-Elektrodenstaubabsaugung eliminiert das System aktiv die Hauptursachen für interne Zellkurzschlüsse, Elektrodenfaltenbildung und Kernlockerungsdefekte.
• Herausragende Werkzeugflexibilität für F&E und Produktion: Schnellwechselmechanismen für Wickelnadeln (Ø2,5–Ø8,0 mm) und Führungskanäle ermöglichen Batterieentwicklungsteams den Wechsel zwischen Zellformaten (wie 18650, 21700 und kundenspezifischen Prototypen) mit minimalen Stillstandszeiten, was die Auslastung der Pilotanlagen maximiert.
• Erstklassige industrielle Komponentenarchitektur: Vollständig mit erstklassiger Automatisierungshardware ausgestattet – darunter Servonantriebe und SPS von Panasonic, Touchscreens von MCGS und Pneumatikkomponenten von AirTAC –, was eine lange Lebensdauer, weltweit verfügbare Ersatzteile und einen zuverlässigen Mehrschichtbetrieb gewährleistet.
• Schlüsselfertige Integration und Anwendungsunterstützung: Unterstützt durch eine umfassende technische Dokumentation, kundenspezifische Nadelbearbeitung und erfahrene technische Unterstützung zur Optimierung der Prozessvalidierung für die Pilotfertigung und die Innovation von Batteriematerialien.

Kontaktieren Sie noch heute unser technisches Vertriebsteam, um ein detailliertes Angebot anzufordern, kundenspezifische Wickelnadelkonfigurationen zu besprechen oder Ihre Elektrodenspezifikationen zu evaluieren.

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