Machine d'enroulement semi-automatique pour batteries lithium-ion cylindriques

Présentation du produit

Cette machine d'enroulement semi-automatique est un système d'assemblage de précision conçu spécifiquement pour la fabrication de cellules de batterie lithium-ion cylindriques. Conçu pour faire le pont entre la R&D de laboratoire et la production industrielle à haut débit, cet équipement empile et enroule avec précision les feuilles d'électrodes cathodiques et anodiques avec deux films séparateurs. L'unité automatise l'intégralité de la séquence d'enroulement critique — y compris la rotation de l'aiguille d'enroulement de haute précision, l'indexation du poste de travail, la découpe précise du séparateur, le rubanage de terminaison automatisé et le déchargement des cellules — suite à l'alimentation manuelle des bandes d'électrodes.

Construit pour les instituts de recherche à haute mixité, les lignes pilotes et les installations spécialisées de fabrication de batteries, le système prend en charge une large gamme de formats de cellules cylindriques allant de 10 mm à 25 mm de diamètre extérieur. Il s'adapte aux tailles cylindriques standard et personnalisées telles que 18650, 21700 et 26650 en utilisant un outillage de broche d'enroulement personnalisable. Le système offre une polyvalence inégalée pour diverses chimies de batterie, notamment le lithium fer phosphate (LFP), le nickel manganèse cobalt (NMC), l'oxyde de lithium cobalt (LCO) et les formulations de nouvelle génération à l'état solide ou au sodium-ion.

Conçu avec une rigidité mécanique de qualité industrielle et un mouvement intelligent piloté par servomoteur, cet équipement garantit une tension d'enroulement et un alignement répétables lors d'un fonctionnement continu en plusieurs équipes. Des capteurs optiques et de proximité intégrés fonctionnent de manière transparente avec des moteurs pas à pas et des servomoteurs de haute précision pour éviter le desserrage du noyau, l'étirement du noyau, le déplacement des électrodes ou la déformation du séparateur. Les « jelly rolls » résultants présentent une intégrité structurelle supérieure, des tolérances dimensionnelles strictes et des finitions sans défaut nécessaires à une performance électrochimique optimale.

Caractéristiques principales

• Outillage de pénétration à aiguille unique : Utilise un mécanisme d'aiguille d'enroulement à contre-insertion rigide à broche unique (diamètre de 2,5 mm à 8,0 mm) qui assure une géométrie de noyau centrée et uniforme tout en évitant la distorsion de l'enroulement interne ou les dommages lors du retrait de la broche.
• Contrôle actif de la tension du séparateur en boucle fermée : Les débobineurs de séparateur actifs à double rouleau utilisent le retour d'information des capteurs de proximité et des moteurs pas à pas dédiés pour réguler en douceur la tension de la bande pendant l'accélération à grande vitesse, l'enroulement en régime permanent et la décélération.
• Élimination intégrée de la poussière et des particules : Équipé d'assemblages spécialisés de nettoyage des électrodes qui éliminent la poussière de matériau actif libre et les bavures de refendage avant l'enroulement, réduisant considérablement les risques de micro-courts-circuits internes.
• Rubanage de terminaison horizontal plat : Dispose d'une station de rubanage horizontal automatisée qui applique le ruban de terminaison perpendiculairement aux languettes de la cellule sans surtensionner le « jelly roll », garantissant un enroulement extérieur plat, sans bulles et solidement fixé.
• Contrôle précis du débordement et de l'alignement : Offre des tolérances d'alignement strictes à ±0,5 mm pour les interfaces séparateur-électrode et anode-cathode, répondant à la norme de sécurité industrielle obligatoire d'un enveloppement complet du séparateur sur l'anode et de l'anode sur la cathode.
• Vitesses d'enroulement multi-étapes réglables : Le servomoteur Panasonic à couple élevé permet des profils de vitesse en plusieurs étapes adaptés aux longueurs, épaisseurs et propriétés mécaniques des substrats d'électrodes spécifiques, atteignant des débits allant jusqu'à 8 à 11 cellules par minute.
• Indexation et éjection automatisées du poste de travail : Indexe de manière transparente le noyau enroulé de la zone d'enroulement à la station de découpe et de rubanage, se terminant par une décharge automatique du noyau pour une efficacité ergonomique optimale de l'opérateur.
• IHM intelligente et diagnostic des pannes : Un écran tactile couleur MCGS de 7 pouces couplé à un automate programmable Panasonic (PLC) fournit une gestion des recettes en temps réel, un calibrage intuitif des paramètres, des alarmes de panne complètes et des fonctions de réinitialisation du système à une touche.

Applications

Spécifications techniques

Pourquoi choisir ce produit

• Précision et répétabilité de qualité industrielle : Construit sur un châssis en acier structurel robuste de 800 kg avec des plaques de montage usinées CNC, cette machine élimine les vibrations à haute vitesse pour maintenir un alignement d'enroulement strict de ±0,5 mm et offrir des rendements de produits finis ≥98 % sur des campagnes de fabrication prolongées.
• Sécurité avancée des cellules et protection du rendement : En intégrant un déroulement du séparateur régulé par moteur pas à pas actif, un rubanage horizontal sans étirement et une extraction de poussière d'électrode en ligne, le système élimine activement les causes principales des courts-circuits internes des cellules, du froissement des électrodes et des défauts de desserrage du noyau.
• Flexibilité d'outillage exceptionnelle pour la R&D et la production : Les mécanismes de changement rapide pour les aiguilles d'enroulement (Ø2,5–Ø8,0 mm) et les canaux de guidage permettent aux équipes de développement de batteries de passer d'un format de cellule à l'autre (tels que 18650, 21700 et prototypes personnalisés) avec un temps d'arrêt minimal, maximisant ainsi l'utilisation de l'équipement pilote.
• Architecture de composants industriels de premier ordre : Entièrement alimenté par du matériel d'automatisation de classe mondiale — y compris des servomoteurs et automates Panasonic, des écrans tactiles MCGS et des composants pneumatiques AirTAC — garantissant une longue durée de vie, des pièces de rechange accessibles mondialement et un fonctionnement fiable en plusieurs équipes.
• Intégration clé en main et support d'application : Soutenu par une documentation technique complète, un usinage d'aiguilles personnalisé et un support technique expérimenté pour rationaliser la validation des processus pour la fabrication pilote et l'innovation dans les matériaux de batterie.

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