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“身手不凡”！勞易測傳感器助推鋰電制造智能化升級
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作者:佚名
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發(fā)布時間: 1324天前
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近年來，新能源汽車的爆發(fā)帶動了鋰電行業(yè)的快速發(fā)展，鋰電池需求量不斷攀升。但是鋰電池制造的工藝非常復雜，不僅技術難度大，而且標準要求高，如處理不好將會影響鋰電產(chǎn)品的性能質(zhì)量。其中如何實現(xiàn)“電池生產(chǎn)工藝的更高精度及智能化”是當下的重點課題。
通常來講，鋰電池電芯制造工藝過程主要分為：攪拌、涂布、輥壓、分切、極耳成型、卷繞/疊片、入殼、注液封口、化成分容、檢測出庫。光電傳感器作為設備感知的基本原件以及數(shù)據(jù)采集的源頭，在電池制造的自動化生產(chǎn)過程中幾乎無處不在。
在上個月剛結束的“第十四屆中國國際電池技術交流會/展覽會（CIBF2021）”上，作為光電傳感器先進技術的領導者，德國勞易測帶來了鋰電池制造工藝的傳感器解決方案，將傳感技術與鋰電生產(chǎn)技術相結合，提高了鋰電池生產(chǎn)線的自動化和智能化程度，為不同的應用場景和個性化的客戶需求提供可靠服務。
據(jù)了解，勞易測擁有豐富的產(chǎn)品線，包括開關傳感器、測量傳感器、識別系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸和圖像處理解決方案。作為安全專家，勞易測還專注于機械安全產(chǎn)品、服務和解決方案，聚焦新能源汽車、物流、包裝、機床和實驗室自動化等核心領域的應用，在這些領域積累了眾多的專業(yè)應用技術和豐富經(jīng)驗。
對AGV小車進行精準定位
通常來講，鋰電池電芯制造工藝過程主要分為：攪拌、涂布、輥壓、分切、極耳成型、卷繞/疊片、入殼、注液封口、化成分容、檢測出庫。光電傳感器作為設備感知的基本原件以及數(shù)據(jù)采集的源頭，在電池制造的自動化生產(chǎn)過程中幾乎無處不在。
在上個月剛結束的“第十四屆中國國際電池技術交流會/展覽會（CIBF2021）”上，作為光電傳感器先進技術的領導者，德國勞易測帶來了鋰電池制造工藝的傳感器解決方案，將傳感技術與鋰電生產(chǎn)技術相結合，提高了鋰電池生產(chǎn)線的自動化和智能化程度，為不同的應用場景和個性化的客戶需求提供可靠服務。
據(jù)了解，勞易測擁有豐富的產(chǎn)品線，包括開關傳感器、測量傳感器、識別系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸和圖像處理解決方案。作為安全專家，勞易測還專注于機械安全產(chǎn)品、服務和解決方案，聚焦新能源汽車、物流、包裝、機床和實驗室自動化等核心領域的應用，在這些領域積累了眾多的專業(yè)應用技術和豐富經(jīng)驗。
對AGV小車進行精準定位
在鋰電池制造的前段工序中，涂布是非常重要的環(huán)節(jié)。需要將含有正負極活性物質(zhì)的懸浮液漿料均勻涂布于鋁箔或銅箔片幅上，然后干燥成膜。正常涂布時，在收卷電極的拉動下，片幅以恒定速度運動進入涂布裝置進行涂布，然后進入烘干裝置進行烘干，烘干后的片幅經(jīng)過收卷裝置進行收卷。收卷后的輥筒將通過舉升式AGV小車搬運至其它工位進行下一步工藝。
這時，通過對AGV進行準確定位就非常重要。據(jù)介紹，勞易測研發(fā)的IPS 200i全平面定位傳感器可安裝于AGV小車左右兩側，通過找尋兩側的參考標記點，能夠非常精準地將偏差位置傳遞給AGV小車，幫助小車實現(xiàn)準確可靠的定位，從而確保輥筒順利被AGV小車抓取。
▲圖為涂布工藝搬運小車的定位
給卷繞機安裝貼心安全門鎖
這時，通過對AGV進行準確定位就非常重要。據(jù)介紹，勞易測研發(fā)的IPS 200i全平面定位傳感器可安裝于AGV小車左右兩側，通過找尋兩側的參考標記點，能夠非常精準地將偏差位置傳遞給AGV小車，幫助小車實現(xiàn)準確可靠的定位，從而確保輥筒順利被AGV小車抓取。
▲圖為涂布工藝搬運小車的定位
給卷繞機安裝貼心安全門鎖
在中段工序中，卷繞是將正負極極片和隔膜按照正極—隔膜—負極—隔膜的順序進行排列, 再通過卷繞組裝成圓柱形或方形電芯的過程。卷繞設備在正常生產(chǎn)時，嚴禁操作員將門打開，否則不僅存在安全事故風險，嚴重時還會造成人身傷害。所以，卷繞機在運行時，柜門需要時刻保持鎖定功能，而且需要監(jiān)控門的狀態(tài)，這就需要用到安全門鎖。
據(jù)了解，勞易測針對此問題，開發(fā)出了貼心的FS系列安全門鎖，其最大鎖定力為1100N，具備插銷觸點和鎖定線圈觸點。通過這些觸點不僅可以監(jiān)控門鎖的狀態(tài)，還可以對插銷角度進行調(diào)節(jié)；即使門的位置有所偏差，也能夠正常使用。
▲圖為卷繞機內(nèi)設備的防護
檢測電池彈夾存在狀態(tài)
據(jù)了解，勞易測針對此問題，開發(fā)出了貼心的FS系列安全門鎖，其最大鎖定力為1100N，具備插銷觸點和鎖定線圈觸點。通過這些觸點不僅可以監(jiān)控門鎖的狀態(tài)，還可以對插銷角度進行調(diào)節(jié)；即使門的位置有所偏差，也能夠正常使用。
▲圖為卷繞機內(nèi)設備的防護
檢測電池彈夾存在狀態(tài)
往電芯中注入電解液也是不可缺少的環(huán)節(jié)。而為了讓電解液充分浸潤極片，在電芯被注入電解液之后必須靜置一段時間，然后才能實施后續(xù)的化成工序。這其中，需要通過安放電池的彈夾通過滾筒輸送線有序地運送到靜置爐中。
據(jù)勞易測工作人員介紹，公司開發(fā)的電容式接近開關LCS系列可安放在滾筒下方間隙中，檢測黑色電池彈夾的存在狀態(tài)。在此過程中，不受溫度影響，穩(wěn)定檢測的黑色物體為PC+GF20材質(zhì)電池彈夾，且不受附近的金屬滾筒線影響。
▲圖為高溫靜置爐的電池檢測
據(jù)勞易測工作人員介紹，公司開發(fā)的電容式接近開關LCS系列可安放在滾筒下方間隙中，檢測黑色電池彈夾的存在狀態(tài)。在此過程中，不受溫度影響，穩(wěn)定檢測的黑色物體為PC+GF20材質(zhì)電池彈夾，且不受附近的金屬滾筒線影響。
▲圖為高溫靜置爐的電池檢測
每個電池信息都精準入庫
鋰電池后段生產(chǎn)工藝主要為化成、分容、檢測和包裝入庫四道工序。其中，化成和分容作為后段工藝中最主要環(huán)節(jié)，化成的主要作用在于將注液封裝后的電芯充電進行活化，分容則是在電池活化后測試電池容量及其他電性能參數(shù)并進行分級。化成和分容通常由自動化化成分容系統(tǒng)完成；在化成分容立庫中，電池需通過輸送線和堆垛機運送到化成分容柜。
為了能對堆垛機進行準確定位，勞易測研發(fā)了長距離激光測距傳感器AMS 300i和光通信設備DDLS 500系列。AMS 300i檢測距離可達200米，精度可保持在±2毫米。高精度，確保了堆垛機定位的精確性，保證電池存放和提取的效率。DDLS 500系列以光為載體進行數(shù)據(jù)傳輸，有效避免了在移動設備上線纜通信的弊端。
▲圖為鋰電池倉儲系統(tǒng)設備的定位
為了能對堆垛機進行準確定位，勞易測研發(fā)了長距離激光測距傳感器AMS 300i和光通信設備DDLS 500系列。AMS 300i檢測距離可達200米，精度可保持在±2毫米。高精度，確保了堆垛機定位的精確性，保證電池存放和提取的效率。DDLS 500系列以光為載體進行數(shù)據(jù)傳輸，有效避免了在移動設備上線纜通信的弊端。
▲圖為鋰電池倉儲系統(tǒng)設備的定位
在最后的檢測和包裝入庫中，每一個電池的信息都必須要精準入庫。通過識別電池上的二維DPM碼，將電池信息記錄在案。據(jù)悉，勞易測的二維碼閱讀器DCR 200i系列基于視覺原理，能夠很好地閱讀激光雕刻的DPM碼。集成于WebConfig工具的向?qū)С绦蚰軌蛑笇Э焖佥p松地完成安裝過程并簡化調(diào)試，同時產(chǎn)品還集成有以太網(wǎng)TCP/IP和Profinet等現(xiàn)場主流總線接口。
▲圖為識別電池上的二維DPM碼
鋰電池生產(chǎn)工藝各個環(huán)節(jié)都與產(chǎn)品質(zhì)量、安全性有緊密的聯(lián)系，每一環(huán)節(jié)都要從嚴、從細進行管理，這樣才能提升產(chǎn)品安全性能。無疑，傳感器的應用將不斷提高鋰電生產(chǎn)線自動化與智能化程度，未來傳感器技術也將不斷改進提升。很多時候，即便是微小的技術革新，都有可能掀起新一輪的制造升級。
▲圖為識別電池上的二維DPM碼
鋰電池生產(chǎn)工藝各個環(huán)節(jié)都與產(chǎn)品質(zhì)量、安全性有緊密的聯(lián)系，每一環(huán)節(jié)都要從嚴、從細進行管理，這樣才能提升產(chǎn)品安全性能。無疑，傳感器的應用將不斷提高鋰電生產(chǎn)線自動化與智能化程度，未來傳感器技術也將不斷改進提升。很多時候，即便是微小的技術革新，都有可能掀起新一輪的制造升級。
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