Halbautomatische Z-Falt-Stapelmaschine für Lithium-Ionen-Batterien für prismatische Zellen und Pouch-Zellen

Produktübersicht

Dieses halbautomatische Z-Falt-Stapelsystem wurde speziell für die präzise Montage von prismatischen und Pouch-Lithium-Ionen-Batteriezellen entwickelt. Die Anlage ist darauf ausgelegt, eine kontinuierliche Z-förmige Separatorfaltung bei gleichzeitigem abwechselndem Platzieren von positiven und negativen Elektrodenblättern durchzuführen. Sie kombiniert servogesteuerte mechanische Handhabung mit aktiver Bahnkantensteuerung, um eine mikrometergenaue Ausrichtung über alle Zellschichten hinweg zu gewährleisten.

Diese Stapelplattform ist für die Fertigung im Pilotmaßstab, Prototyping-Einrichtungen und fortschrittliche Forschungslabore für Energiespeicherung optimiert und nimmt ein breites Spektrum an Kathoden- und Anodenblattgeometrien auf. Durch die Automatisierung des Pick-and-Place-Zyklus, der Sekundärpositionierung und der Separator-Spannung eliminiert das System die menschliche Variabilität, die typischerweise mit manuellen Stapelvorgängen verbunden ist, und bewahrt gleichzeitig die Flexibilität bei Chargenwechseln.

Auf einer robusten, vibrationsgedämpften Basisplatte konstruiert und in einem starren Schutzrahmen untergebracht, liefert diese Ausrüstung eine maschinenbedingte Durchlaufquote von 99 % und eine operative Verfügbarkeit von 98 %. Sie bietet konsistente Wiederholgenauigkeit und verhindert das Verkratzen von Elektroden, Fehlausrichtungen des Separators und Mehrfachblattzuführungen während anspruchsvoller Schichtarbeit in Forschung und Vorproduktion.

Hauptmerkmale

• Mikro-Hub-Pufferung durch Pressmesser: Der Vier-Messer-Stapelmechanismus verfügt über eine konstruierte Mikro-Hub-Sequenz, die die Klinge vor dem seitlichen Zurückziehen leicht anhebt, um reibungsbedingtes Verkratzen, Beschichtungsablösungen oder Risse auf empfindlichen Aktivmaterialoberflächen zu verhindern.
• Aktive Separator-Abwicklung mit Bahnkantensteuerung: Eine integrierte motorbetriebene Abwickelspule wird mit einem schwimmenden Tänzerwalzen-Spanner und einem Kantensteuerungssystem (EPC) kombiniert, um eine gleichmäßige Bahnspannung und eine Kanten-Ausrichtungsgenauigkeit von ±0,3 mm während des gesamten Z-Falt-Zyklus aufrechtzuerhalten.
• Hochpräzise Sekundärpositionierung: Dedizierte pneumatische Ausrichtungsstufen indexieren jedes Elektrodenblatt vor dem Transfer zur Stapelplattform neu, wodurch eine Registrierungsgenauigkeit der benachbarten Elektroden innerhalb von ±0,2 mm und eine Gesamtschichtausrichtung innerhalb von ±0,3 mm erreicht wird.
• Mehrstufige Anti-Doppelblatt-Zuführung: Die Materialzuführungsmagazine integrieren Druckluftgebläse, spezialisierte Separatorbürsten und hochfrequentes robotisches Vakuum-Manipulator-Schütteln, um Mehrfachblatt-Aufnahmen und Fehlzuführungen zu verhindern.
• Integrierte Staubsammelarchitektur: Lokalisierte Vakuumabsauganschlüsse sind direkt in die Magazinkassetten und Sekundärpositionierungsstufen integriert, um lose Partikel und Schneidabfälle sofort zu erfassen und interne Zellkurzschlüsse zu verhindern.
• Servogesteuerte Manipulatorarchitektur: Ein Servomotor mit hohem Drehmoment und eine geschliffene Präzisionskugelumlaufspindel treiben den Manipulator mit vier Greifern an, was einen schnellen, reibungslosen und ruckfreien Elektrodentransfer über alle Betriebszyklen hinweg gewährleistet.
• Separator-Schneiden mittels thermischem Widerstandsdraht: Nach Abschluss der programmierten Schichtanzahl führt das System einen sauberen, schnellen Schnitt der kontinuierlichen Separatorbahn mittels eines präzisionsgesteuerten Heizelements durch, wodurch ausgefranste Kanten und Partikelbildung vermieden werden.
• Intuitive Touchscreen-HMI und SPS-Steuerung: Eine zentralisierte speicherprogrammierbare Steuerung (SPS), gepaart mit einer industriellen Farb-Touchscreen-Schnittstelle, bietet umfassendes Rezeptmanagement, Echtzeit-Diagnose-Telemetrie, Konfiguration der Schichtanzahl und dynamische Parameterabstimmung.

Anwendungen

Technische Spezifikationen

Maschinenübersicht & Identifikation

Stapel- & Ausrichtungstoleranzen

Abmessungen des eingehenden Materials

Fähigkeiten für fertige Zellhüllen

Funktionale Hardware-Subsysteme

Anforderungen an die Einrichtung & Betriebsumgebung

Warum dieses Produkt wählen?

• Überlegene Zellgeometriekontrolle: Hochpräzise sekundäre pneumatische Positionierung gepaart mit aktiver Bahnkantensteuerung gewährleistet strikte Wiederholgenauigkeit der Abmessungen (±0,2 mm Ausrichtung benachbarter Blätter), was sich direkt in höherer elektrochemischer Leistung und niedrigerer interner Impedanz der fertigen Zellen niederschlägt.
• Aktive Oberflächenschutzarchitektur: Der synchronisierte Mikro-Hub-Mechanismus hebt die Pressmesser vor dem seitlichen Zurückziehen an und schützt empfindliche Kathoden- und Anodenaktivmaterialbeschichtungen vor scherungsbedingten Mikrokratzern, Nadellöchern und Partikelablösungen.
• Integriertes Kontaminationsmanagement: Doppelte Staubsammelanschlüsse in Verbindung mit Luftmesser-Entnestung und Trennbürsten eliminieren die Ansammlung von leitfähigem Staub und Fehlzuführungen von Mehrfachblättern, was eine Produktionsausbeute von 99 % sicherstellt.
• Robuste industrielle Zuverlässigkeit: Gefertigt aus schwerem Baustahl und starren Aluminium-Werkzeugplatten, liefert dieses Gerät eine operative Verfügbarkeit von 98 % und behält eine hohe Durchsatzpräzision über kontinuierliche Mehrschicht-Forschungs- und Pilotbetriebe bei.

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