動力電池行業發展至今,始終追求在有限的空間內,通過工藝創新實現能量密度的最大化,增加電動汽車續航里程,而電芯結構的迭代升級是當前動力電池企業發展的重要途徑之一。
以(長、短)刀片電池為例,長電芯結構利用長而薄的形狀特點提升了電池包Z向利用率,散熱性明顯提高,并且其本身可以作為結構件,疊加CTP技術,可以使安全性更好、成本更低、體積能量更高。然而,長電芯雖然可以有效減少結構性零部件的應用,但在同等工藝水平下,電芯越長,其在生產過程中的疊芯對齊度、效率、良品率也更會受到影響,其CTP裝配難度也將更高。
以長電芯為代表的系統高效成組技術是未來動力電池的發展趨勢,解決長電芯、CTP規模化制造難題的裝備企業,將率先享受工藝迭代新周期的技術紅利,而在長電芯結構創新的背后,最困難的不是研發電芯本身,而是能否實現高產能高優規模化生產。
利元亨圍繞長電芯制造痛點,創新研發了長電芯極耳折彎技術、頂蓋側縫焊接技術;通過全方位閉環除塵體系,有效防止電芯短路;采用包膜熱熔技術,精準包裹電芯;極耳合芯受力形態仿真分析結合高精度超聲平焊技術,從根源解決極耳斷裂問題。大幅提升整線優率,降低故障率,提升安全性,積累大量量產線經驗,實現產線的高效能與高產能。
亮點一
長電芯極耳折彎技術
因來料電芯連接片厚度大,連接片折彎需要較大壓力,要用力位反饋閉環控制技術,單次推動容易使極耳在工作過程中折斷。基于該痛點,利元亨創新采用兩次成型折彎技術,循序漸進,在保證極耳不受損的情況下,高效完成極耳連接片折彎工藝。其中針對極耳蓋板焊接工藝,利元亨研發應用一次成型技術,減少折彎,使工藝流程更加簡潔高效。
亮點二
長電芯激光頂蓋側縫焊接技術
激光頂蓋側縫焊接
長電芯激光頂蓋側縫焊接技術與傳統的電芯頂蓋焊接不同,需旋轉電芯配合焊接頭的擺動軌跡完成焊接,焊縫狹窄,容易偏焊,焊接難度大,且連續性較差。利元亨采用特有的緊固方式進行完全緊固,避免轉盤轉動導致產品產生位移;并使用深度視覺檢測技術,準確抓取電芯運動軌跡,焊接平臺通過軟件進行差補處理,配合焊接頭的運動,對準狹窄焊接,采用矩形閉環連續焊接,實現電芯頂蓋的高速精準焊接,具有良好的連續性,穩定保持焊接優率。
亮點三
全方位閉環除塵體系,防止電芯短路
除塵系統閉環優化
焊接和機構間的摩擦,讓電芯生產過程中產生粉塵,粉塵失控易造成電芯短路起火,因此長電芯生產過程中對車間作業有著嚴苛的潔凈度要求。利元亨創新采用內外部除塵結合的方式:內部采用AAF空氣過濾器配合除塵系統抽風換氣,對內部游離粉塵進行清潔,確保設備潔凈。外部嚴格控制粉塵的產生,避免使用有粉塵產生風險的機構與元器件,對產線各段設置粉塵監管點。并通過對關鍵因子的DOE設計,結合流體分析工具、3D增材制造等方法,得出最優的焊接口除塵方案,全方位無死角除塵。
亮點四
包膜熱熔技術,精準包裹電芯
包Mylar膜機
長期以來,長電芯的藍膜存在拉扯容易變形、包膜容易形成氣泡等難點,包膜機構成為長電芯組裝線的一大難題。在包膜工藝環節,利元亨取膜部分采用伺服+C5級直線模組驅動移位及備料循環等方式,最終攻克長電芯的包膜難題,精準包裹電芯。
亮點五
特色超聲波金屬焊接工藝
超聲波焊接機
利元亨超聲波金屬焊接機首創“雙控焊接模式”,有效拓寬長電芯極耳焊接工藝調整窗口,減少虛焊和過焊;對多達12種焊接工藝數據進行數據分析,并配有LyricSonicWorkbench軟件圖形化顯示結果,實現不良件識別和系統風險識別;通過“恒壓力觸發超聲、微秒級超快讀取位移”技術,在行業內首次實現對2層銅箔或1層鋁箔差異的厚度檢測,有效識別多層、少層、內折和褶皺等問題。
亮點六
磁懸浮智能物流
傳統倍速鏈和滾筒物流運動方式單一,工藝設計復雜,控制離散,運行狀態監控、控制和構成追蹤需要額外的傳感器元件,生產節拍單一,無法適應機器的突發狀態變化,產品合格率低,能源消耗大,作業過程復雜。基于此,利元亨磁懸浮智能物流利用磁懸浮控制,輸送軌跡、運行節拍可控,模塊化的電氣控制系統使得設備信息實時傳送,生產效率根據機器的狀況實時調整,內置防撞,實現鋰電池電芯無沖擊輸送,保障產品質量,能源消耗低,作業流程柔性智能。
利元亨強大的技術底蘊、開發創造力、痛點捕捉力、新品迭代更新能力支撐其在創新產品上不斷深入與突破,其技術工藝的蝶變體現的是對動力電池的高安全性、高品質、低成本的核心要求,依據定制化、模塊化的設計理念,充分實現柔性化、信息化、智能化生產。隨著利元亨風口機遇捕捉能力越來越強,在動力電池裝備市場的想象空間也將更加巨大。
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