Halbautomatische Z-Falt-Stapelmaschine für prismatische Lithium-Ionen-Leistungsbatterien

Produktübersicht

Dieses System ist eine halbautomatische Z-Falt-Stapellösung, die für den Stapelprozess von prismatischen Lithium-Ionen-Leistungszellen entwickelt wurde. Es kombiniert motorgetriebene Separatorabwicklung, Spannungskontrolle, Bahnlaufregelung, Elektrodenaufnahme, Sekundärpositionierung, Stapeltischkompression, Separatorschneiden und Zelltransfer in einem koordinierten Arbeitsablauf. Das Ergebnis ist eine kontrollierte Schichtplatzierung für Hersteller, die eine wiederholbare Elektroden- und Separatorregistrierung anstelle eines rein manuellen Stapelvorgangs benötigen.

Die Ausrüstung eignet sich für die Produktion von Lithium-Ionen-Leistungsbatterien, bei denen positive und negative Elektroden abwechselnd mit Separatormaterial in einem Z-Falt-Muster gestapelt werden müssen. Sie unterstützt Pilotlinienarbeit, Prozessentwicklung und Produktionsabläufe für prismatische Zellen, einschließlich Programmen für Elektromobilität, stationäre Energiespeicherung und industrielle Batterieanwendungen. Das manuelle Anbringen von Klebeband und die manuelle Entnahme der Zellen bleiben integrierte Bestandteile des definierten Betriebsablaufs.

Basierend auf aktiver Separatorhandhabung, mehrstufiger Elektrodenpositionierung und vier kreuzweise arbeitenden Pressklingen ist diese Einheit darauf ausgelegt, eine geordnete Stapelbildung unter anspruchsvollen Zellfertigungsbedingungen aufrechtzuerhalten. Maßnahmen zur Blattseparierung, Staubabsaugung und Klingenrückzug tragen dazu bei, Elektroden zu schützen, einen stabilen Betrieb zu unterstützen und prozessbedingte Fehler zu reduzieren, die auf die Maschine zurückzuführen sind.

Hauptmerkmale

• Z-Falt-Separatorhandhabung: Der Separator wird motorisch abgewickelt und durch Spannungskontroll- und Korrekturmechanismen geführt, bevor er den Stapeltisch erreicht. Dieser kontrollierte Bahnlauf unterstützt die Separatorausrichtung, während sich die Stapelposition von Seite zu Seite ändert.

• Abwechselnde Elektrodenplatzierung: Links und rechts angeordnete, hin- und hergehende Manipulatoren verwenden Saugnäpfe, um positive und negative Elektroden aus Materialboxen zu entnehmen. Jede Elektrode durchläuft vor der Platzierung eine Sekundärpositionierungsplattform, was einen definierten Positionierungsschritt vor dem Stapeln ermöglicht.

• Präzisions-Registrierungskontrolle: Die Ausrüstung ist für eine Mittenabweichung zwischen Elektroden und Separator von +/-0,4 mm, eine Separator-Stirnseitenausrichtung von +/-0,3 mm, eine Ausrichtung benachbarter Elektroden von +/-0,2 mm und eine Gesamtelektrodenausrichtung von +/-0,3 mm spezifiziert. Diese Werte geben Prozessteams klare Referenzpunkte für die Kontrolle der Stapelgeometrie.

• Vier-Set-Kreuzkompression: Vier Pressklingenmechanismen arbeiten in einem Kreuzmuster auf dem Stapeltisch, um die Elektrodenschichten zu verdichten. Kontrolliertes Pressen hilft dabei, die Schichtreihenfolge beizubehalten, während der Z-Falt-Stapel gebildet wird.

• Elektrodenschonende Klingenpufferung: Bevor eine Pressklinge zurückfährt, hebt sie sich leicht von der Elektrode ab. Dieser gepufferte Rückzug soll verhindern, dass die Klinge während des Stapelzyklus an der Elektrodenoberfläche zieht oder diese beschädigt.

• Mehrstufige Blattseparierung: Luftgebläse in den Materialboxen, Blattseparierbürsten und das Schütteln der externen Saugnapfmanipulatoren werden eingesetzt, um das Aufnehmen mehrerer Blätter und das Ausbleiben von Blättern zu kontrollieren. Diese Mechanismen adressieren häufige Risiken in der Zuführungsphase, bevor die Elektrode die Positionierungsplattform erreicht.

• Integrierte Staubabsaugpunkte: Effektive Staubabsaugvorrichtungen sind sowohl an den Materialboxen als auch im Bereich der Sekundärpositionierung installiert. Dies unterstützt eine sauberere Elektrodenhandhabung an zwei Stellen, an denen lose Partikel das Materialmanagement und die Positionierungsarbeit beeinträchtigen können.

• Definierter Zellfertigstellungsablauf: Sobald das Stapeln abgeschlossen ist, wird der Separator geschnitten und ein Zelltransfermechanismus entfernt die Zelle vom Stapeltisch. Der Bediener bringt Klebeband an und entnimmt die Zelle, während die Ausrüstung mit dem automatischen Stapeln der nächsten Zelle beginnt, was einen praktischen halbautomatischen Arbeitsablauf unterstützt.

• Konfigurierbare Schichtanzahl: Die Anzahl der gestapelten Schichten kann innerhalb des anwendbaren Dickenbereichs eingestellt werden. Dies ermöglicht es, die Prozesseinrichtung an die Dickengrenzen des vorgesehenen Zellstapels anzupassen, anstatt eine feste Schichtanzahl zu erzwingen.

• Produktionsorientierte Verfügbarkeitsziele: Die spezifizierte Qualifizierungsrate beträgt 99 % für Fehler, die nur durch die Maschine verursacht werden, während die spezifizierte Betriebsrate 98 % für Ausfälle beträgt, die nur durch die Maschine verursacht werden. Diese definierten Grenzen helfen Beschaffungs- und Fertigungsteams, die Leistung der Ausrüstung im richtigen Betriebskontext zu bewerten.

Anwendungen

Technische Spezifikationen

Warum dieses Produkt wählen

• Auf Ausrichtung fokussiertes Engineering: Das System spezifiziert deutliche Toleranzen für die Registrierung von Elektrode zu Separator, Separator-Stirnseiten, benachbarte Elektroden und die gesamte Elektrodenausrichtung. Dies bietet eine vollständigere Basis für die Steuerung der Geometrie einer gestapelten Zelle.

• Schutz in den Bewegungsablauf integriert: Gepufferter Rückzug der Pressklingen, Sekundärelektrodenpositionierung, kontrollierte Separatorhandhabung und mehrere Maßnahmen zur Blattseparierung adressieren Risiken in den Phasen Zuführung, Platzierung, Kompression und Separator. Diese Details sind wichtig, wenn der Elektrodenzustand und die Schichtreihenfolge über wiederholte Zyklen geschützt werden müssen.

• Robuster halbautomatischer Arbeitsablauf: Automatisches Stapeln erfolgt parallel zu definierten Bedieneraufgaben für das Wickeln des Endes, das Anbringen von Klebeband und die Entnahme der fertigen Zelle. Der Ablauf ermöglicht es Teams, eine disziplinierte Materialhandhabung zu etablieren, während die manuelle Kontrolle bei den letzten Fertigstellungsschritten erhalten bleibt.

• Betriebsrelevante Leistungsziele: Eine spezifizierte Stapelgeschwindigkeit von 1,3-1,6 s/Stk, eine Qualifizierungsrate von 99 % für maschinenbedingte Fehler und eine Betriebsrate von 98 % für maschinenbedingte Ausfälle bieten Beschaffungsteams praktische Leistungsindikatoren für die Linienplanung und Ausrüstungsevaluierung.

• Installationsanforderungen klar definiert: Elektrische, pneumatische, umweltbezogene, Belastungs- und Vibrationsanforderungen sind für die Anlagenplanung angegeben. Klare Betriebsgrenzen helfen Teams, einen geeigneten Installationsort vorzubereiten und die langfristige Konsistenz der Ausrüstung zu schützen.

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