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利元亨长电芯装配线六大工艺“解码”
锂电装备| 利元亨 文章来源自:高工锂电网
2022-07-18 09:45:33 阅读:42744
摘要利元亨技术工艺的蝶变体现的是对动力电池的高安全性、高品质、低成本的核心要求。

动力电池行业发展至今,始终追求在有限的空间内,通过工艺创新实现能量密度的最大化,增加电动汽车续航里程,而电芯结构的迭代升级是当前动力电池企业发展的重要途径之一。

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以(长、短)刀片电池为例,长电芯结构利用长而薄的形状特点提升了电池包Z向利用率,散热性明显提高,并且其本身可以作为结构件,叠加CTP技术,可以使安全性更好、成本更低、体积能量更高。然而,长电芯虽然可以有效减少结构性零部件的应用,但在同等工艺水平下,电芯越长,其在生产过程中的叠芯对齐度、效率、良品率也更会受到影响,其CTP装配难度也将更高。

以长电芯为代表的系统高效成组技术是未来动力电池的发展趋势,解决长电芯、CTP规模化制造难题的装备企业,将率先享受工艺迭代新周期的技术红利,而在长电芯结构创新的背后,最困难的不是研发电芯本身,而是能否实现高产能高优规模化生产。

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利元亨围绕长电芯制造痛点,创新研发了长电芯极耳折弯技术、顶盖侧缝焊接技术;通过全方位闭环除尘体系,有效防止电芯短路;采用包膜热熔技术,精准包裹电芯;极耳合芯受力形态仿真分析结合高精度超声平焊技术,从根源解决极耳断裂问题。大幅提升整线优率,降低故障率,提升安全性,积累大量量产线经验,实现产线的高效能与高产能。

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亮点一 长电芯极耳折弯技术

因来料电芯连接片厚度大,连接片折弯需要较大压力,要用力位反馈闭环控制技术,单次推动容易使极耳在工作过程中折断。基于该痛点,利元亨创新采用两次成型折弯技术,循序渐进,在保证极耳不受损的情况下,高效完成极耳连接片折弯工艺。其中针对极耳盖板焊接工艺,利元亨研发应用一次成型技术,减少折弯,使工艺流程更加简洁高效。

亮点二 长电芯激光顶盖侧缝焊接技术

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激光顶盖侧缝焊接

长电芯激光顶盖侧缝焊接技术与传统的电芯顶盖焊接不同,需旋转电芯配合焊接头的摆动轨迹完成焊接,焊缝狭窄,容易偏焊,焊接难度大,且连续性较差。利元亨采用特有的紧固方式进行完全紧固,避免转盘转动导致产品产生位移;并使用深度视觉检测技术,准确抓取电芯运动轨迹,焊接平台通过软件进行差补处理,配合焊接头的运动,对准狭窄焊接,采用矩形闭环连续焊接,实现电芯顶盖的高速精准焊接,具有良好的连续性,稳定保持焊接优率。

亮点三 全方位闭环除尘体系,防止电芯短路

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除尘系统闭环优化

焊接和机构间的摩擦,让电芯生产过程中产生粉尘,粉尘失控易造成电芯短路起火,因此长电芯生产过程中对车间作业有着严苛的洁净度要求。利元亨创新采用内外部除尘结合的方式:内部采用AAF空气过滤器配合除尘系统抽风换气,对内部游离粉尘进行清洁,确保设备洁净。外部严格控制粉尘的产生,避免使用有粉尘产生风险的机构与元器件,对产线各段设置粉尘监管点。并通过对关键因子的DOE设计,结合流体分析工具、3D增材制造等方法,得出最优的焊接口除尘方案,全方位无死角除尘。

亮点四 包膜热熔技术,精准包裹电芯

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包My lar膜机

长期以来,长电芯的蓝膜存在拉扯容易变形、包膜容易形成气泡等难点,包膜机构成为长电芯组装线的一大难题。在包膜工艺环节,利元亨取膜部分采用伺服+C5级直线模组驱动移位及备料循环等方式,最终攻克长电芯的包膜难题,精准包裹电芯。

亮点五 特色超声波金属焊接工艺

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超声波焊接机

利元亨超声波金属焊接机首创“双控焊接模式”,有效拓宽长电芯极耳焊接工艺调整窗口,减少虚焊和过焊;对多达12种焊接工艺数据进行数据分析,并配有Lyric Sonic Workbench软件图形化显示结果,实现不良件识别和系统风险识别;通过“恒压力触发超声、微秒级超快读取位移”技术,在行业内首次实现对2层铜箔或1层铝箔差异的厚度检测,有效识别多层、少层、内折和褶皱等问题。

亮点六 磁悬浮智能物流

传统倍速链和滚筒物流运动方式单一,工艺设计复杂,控制离散,运行状态监控、控制和构成追踪需要额外的传感器元件,生产节拍单一,无法适应机器的突发状态变化,产品合格率低,能源消耗大,作业过程复杂。基于此,利元亨磁悬浮智能物流利用磁悬浮控制,输送轨迹、运行节拍可控,模块化的电气控制系统使得设备信息实时传送,生产效率根据机器的状况实时调整,内置防撞,实现锂电池电芯无冲击输送,保障产品质量,能源消耗低,作业流程柔性智能。

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利元亨强大的技术底蕴、开发创造力、痛点捕捉力、新品迭代更新能力支撑其在创新产品上不断深入与突破,其技术工艺的蝶变体现的是对动力电池的高安全性、高品质、低成本的核心要求,依据定制化、模块化的设计理念,充分实现柔性化、信息化、智能化生产。随着利元亨风口机遇捕捉能力越来越强,在动力电池装备市场的想象空间也将更加巨大。

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