Máquina de Enrolamento
Máquina de Enrolamento Semiautomática para Baterias de Iões de Lítio Cilíndricas
Número do item : JR01
O preço varia com base em especificações e personalizações
- Capacidade de Produção
- 7–11 peças/min (Nominal 8 peças/min)
- Faixa de Diâmetro da Célula Acabada
- Ø10 mm – Ø25 mm
- Precisão de Alinhamento do Enrolamento
- Desvio do Separador/Eletrodo < ±0,5 mm
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Visão Geral do Produto
Esta máquina de enrolamento semiautomática é um sistema de montagem de núcleo de precisão projetado especificamente para o fabrico de células de bateria cilíndricas de iões de lítio. Concebido para preencher a lacuna entre a I&D de bancada e a produção industrial de alto rendimento, este equipamento empilha e enrola com precisão folhas de elétrodos de cátodo e ânodo com películas separadoras duplas. A unidade automatiza toda a sequência crítica de enrolamento—incluindo a rotação da agulha de enrolamento de alta precisão, indexação da estação de trabalho, corte preciso do separador, aplicação automática de fita de terminação e descarga da célula—após a alimentação manual das tiras de elétrodos.
Construído para institutos de investigação de alta diversidade, linhas-piloto e instalações especializadas de fabrico de baterias, o sistema suporta uma vasta gama de formatos de células cilíndricas, variando de 10 mm a 25 mm de diâmetro externo. Acomoda tamanhos cilíndricos padrão e personalizados, como 18650, 21700 e 26650, utilizando ferramentas de pino de enrolamento personalizáveis. O sistema oferece uma versatilidade inigualável em várias químicas de bateria, incluindo fosfato de ferro-lítio (LFP), níquel-manganês-cobalto (NMC), óxido de cobalto-lítio (LCO) e formulações de próxima geração de estado sólido ou iões de sódio.
Projetado com rigidez mecânica de grau industrial e movimento inteligente acionado por servo, este equipamento garante tensão de enrolamento e alinhamento repetíveis sob operação contínua em vários turnos. Sensores óticos e de proximidade integrados funcionam perfeitamente com motores de passo e servo de alta precisão para evitar o afrouxamento do núcleo, tração do núcleo, deslocamento do elétrodo ou deformação do separador. Os "jelly rolls" resultantes apresentam uma integridade estrutural superior, tolerâncias dimensionais rigorosas e acabamentos sem defeitos, necessários para um desempenho eletroquímico premium.
Principais Características
- Ferramenta de Penetração de Agulha Única: Utiliza um mecanismo de agulha de enrolamento de pino único rígido (variando de 2,5 mm a 8,0 mm de diâmetro) que garante uma geometria de núcleo centrada e uniforme, evitando a distorção do enrolamento interno ou danos na retirada do pino.
- Controlo de Tensão do Separador Ativo em Circuito Fechado: Os desenroladores de separador ativos de rolo duplo utilizam feedback de sensor de proximidade e motores de passo dedicados para regular suavemente a tensão da banda durante a aceleração de alta velocidade, enrolamento em estado estacionário e desaceleração.
- Remoção Integrada de Poeiras e Partículas: Equipado com conjuntos especializados de limpeza de elétrodos que removem o pó de material ativo solto e rebarbas de corte antes do enrolamento, reduzindo significativamente os riscos de microcurto-circuitos internos.
- Aplicação de Fita de Terminação Horizontal Plana: Apresenta uma estação de aplicação de fita horizontal automatizada que aplica a fita de terminação perpendicularmente às abas da célula sem aplicar tensão excessiva ao "jelly roll", garantindo um enrolamento externo plano, sem bolhas e firmemente colado.
- Controlo Preciso de Saliência e Alinhamento: Oferece tolerâncias de alinhamento rigorosas dentro de ±0,5 mm tanto para interfaces separador-para-elétrodo quanto ânodo-para-cátodo, cumprindo o padrão de segurança industrial obrigatório de envolvimento completo do separador sobre o ânodo e do ânodo sobre o cátodo.
- Velocidades de Enrolamento Ajustáveis em Múltiplos Estágios: O servoacionamento Panasonic de alto binário permite perfis de velocidade de vários passos adaptados a comprimentos, espessuras e propriedades mecânicas do substrato de elétrodos específicos, atingindo rendimentos de até 8 a 11 células por minuto.
- Indexação e Ejeção Automatizada da Estação de Trabalho: Indexa perfeitamente o núcleo enrolado da zona de enrolamento para a estação de corte e fita, terminando com a descarga automática do núcleo para uma eficiência ergonómica ideal do operador.
- HMI Inteligente e Diagnóstico de Falhas: Um ecrã tátil MCGS a cores de 7 polegadas emparelhado com um PLC Panasonic fornece gestão de receitas em tempo real, calibração intuitiva de parâmetros, alarmes de falha abrangentes e funções de reinicialização do sistema com uma tecla.
Aplicações
| Aplicação | Descrição | Benefício Principal |
|---|---|---|
| Linhas-Piloto de Baterias de Iões de Lítio | Fabrico de protótipos de volume médio e validação de formatos cilíndricos comerciais, incluindo células 14500, 18650 e 21700. | Oferece alinhamento e controlo de tensão com qualidade de produção em massa sem o custo de ferramentas de linhas totalmente automatizadas. |
| I&D de Materiais Avançados para Baterias | Avaliação de novos materiais ativos de cátodo/ânodo, coletores de corrente de folha ultrafina e separadores revestidos a cerâmica. | O manuseamento suave da banda e as curvas de velocidade ajustáveis acomodam elétrodos experimentais delicados ou frágeis. |
| Prototipagem de Iões de Sódio de Próxima Geração | Fabrico preciso de "jelly rolls" cilíndricos usando materiais de elétrodos de iões de sódio mais espessos ou rígidos e separadores especializados. | A alta rigidez mecânica e os diâmetros de pino de enrolamento personalizados evitam a fissuração e delaminação do elétrodo durante curvas de raio apertado. |
| Montagem de Eletrólitos de Estado Sólido e Híbridos | Enrolamento de membranas de eletrólito de estado sólido compósitas flexíveis com pares de elétrodos correspondentes sob condições controladas de sala seca. | A tensão ativa em circuito fechado evita concentrações de tensão localizadas, enrugamento ou microfraturas de camadas de eletrólito sólido frágeis. |
| Investigação Universitária e Institucional | Prototipagem académica de células, investigação de dispositivos de armazenamento de energia e estudos de análise de falhas eletroquímicas. | A mudança rápida de especificações e os conjuntos de pinos de enrolamento de troca rápida permitem diversas matrizes experimentais numa única máquina. |
| Células de Bateria Industriais e Médicas Personalizadas | Fabrico de lotes de baixo a médio volume de células cilíndricas especializadas de alta fiabilidade com dimensões não padrão ou designs de abas múltiplas espessas. | Velocidades de enrolamento, comprimentos de fita e diâmetros de agulha altamente configuráveis garantem uma produção adaptada aos padrões exatos do cliente. |
Especificações Técnicas
| Categoria de Parâmetro | Item de Especificação | Valor / Padrão (JR01) |
|---|---|---|
| Identificador do Modelo | Número do Item | JR01 |
| Dimensões da Célula | Diâmetro Externo da Célula Acabada Aplicável | Ø10 mm – Ø25 mm (ex: 14500, 18650, 21700, 26650) |
| Agulha de Enrolamento | Gama de Diâmetro do Pino de Enrolamento | Ø2,5 mm – Ø8,0 mm (um conjunto padrão incluído, tamanho personalizado sob encomenda) |
| Agulha de Enrolamento | Tipo de Mecanismo | Estrutura de contra-penetração de agulha única |
| Capacidade de Produção | Velocidade de Rendimento | 7 – 11 peças/min (padrão nominal de 8 peças/min dependendo do comprimento/largura do elétrodo) |
| Rendimento do Produto | Taxa de Acabamento Qualificado | ≥ 98% (excluindo defeitos não relacionados com o equipamento ou materiais de entrada) |
| Elétrodo Positivo (Cátodo) | Comprimento do Material | 200 mm – 3000 mm |
| Elétrodo Positivo (Cátodo) | Largura do Material | 25 mm – 68 mm (largura da tira: 24 mm – 69 mm) |
| Elétrodo Positivo (Cátodo) | Espessura do Material | 0,1 mm – 0,2 mm |
| Elétrodo Negativo (Ânodo) | Comprimento do Material | 200 mm – 3000 mm |
| Elétrodo Negativo (Ânodo) | Largura do Material | 25 mm – 68 mm (largura da tira: 24 mm – 69 mm) |
| Elétrodo Negativo (Ânodo) | Espessura do Material | 0,1 mm – 0,2 mm |
| Material do Separador | Largura do Rolo | 24 mm – 69 mm (gama total: 25 mm – 70 mm) |
| Material do Separador | Gama de Espessura | 0,016 mm – 0,045 mm |
| Material do Separador | Dimensões do Rolo | Diâmetro Interno: 76,2 mm (3,0 pol.) / Diâmetro Externo Máx: 250 mm |
| Fita de Terminação | Largura do Rolo | 8 mm – 40 mm |
| Fita de Terminação | Gama de Espessura | 0,010 mm – 0,035 mm |
| Fita de Terminação | Dimensões do Rolo | Diâmetro Interno: 76,2 mm (3,0 pol.) / Diâmetro Externo Máx: 150 mm |
| Geometria do Processo | Ordem da Camada de Enrolamento | O separador envolve totalmente o Elétrodo Negativo; O Elétrodo Negativo envolve o Elétrodo Positivo |
| Precisões de Alinhamento | Erro de Alinhamento do Separador | < ±0,5 mm (sob tolerâncias padrão de material de entrada) |
| Precisões de Alinhamento | Erro de Alinhamento do Elétrodo | < ±0,5 mm (sob tolerâncias padrão de material de entrada) |
| Precisões de Alinhamento | Alinhamento da Face de Corte Acabada | ±0,5 mm |
| Tolerâncias de Material de Entrada | Requisito de Desvio da Largura do Elétrodo | < ±0,2 mm |
| Tolerâncias de Material de Entrada | Erro de Curvatura 'S' / Dobragem do Elétrodo | < ±1,0 mm por 500 mm de comprimento |
| Tolerâncias de Material de Entrada | Erro de Torre Escalonada do Rolo do Separador | < ±0,2 mm |
| Funcionalidades de Automação | Sequência de Processo | Alimentação manual de elétrodos → Enrolamento automático → Indexação automática do pino → Terminação automática com fita → Descarga automática do núcleo |
| Aplicação de Fita | Método de Aplicação de Fita | Aplicação horizontal (perpendicular às abas), colagem plana sem tensão |
| Remoção de Poeiras | Eliminação de Partículas | Aparelho de limpeza de pó de elétrodo de dupla face incluído |
| Desenrolador do Separador | Mecanismo de Alimentação | Desenrolamento ativo de rolo duplo com modulação de tensão por sensor de proximidade |
| Controlo e Automação | Controlador Lógico Programável (PLC) | Panasonic AFRX-HC60T |
| Controlo e Automação | Interface Homem-Máquina (HMI) | Ecrã Tátil a Cores Reais de 7 polegadas (MCGS / Igerlon) |
| Motores de Acionamento | Motor de Acionamento de Enrolamento | Sistema de Servomotor de Alta Precisão Panasonic |
| Motores de Acionamento | Motores de Controlo de Tensão | Motores de Passo de Alta Precisão (Yankong / Shenzhen Li-San) |
| Sistema de Deteção | Sensores Óticos e de Proximidade | Matriz de Sensores Panasonic / JYC / DFC |
| Sistema Pneumático | Componentes e Válvulas Pneumáticas | AirTAC / Xingzhen Precision Pneumatics |
| Segurança e Diagnóstico | Sistema de Alarme | Alarme de falha integrado, desligamento automático por falha, mensagens de diagnóstico em tempo real, reinicialização com uma tecla |
| Requisitos de Utilidade | Fonte de Alimentação de Entrada | AC 220V ±10%, 50 Hz, 1,5 kVA monofásico |
| Requisitos de Utilidade | Fornecimento de Ar Comprimido | 0,4 MPa – 0,6 MPa (seco, filtrado, não lubrificado) |
| Dimensões Físicas | Tamanho Total do Equipamento (C × L × A) | 1660 mm × 1300 mm × 1570 mm (excluindo saliência do alimentador de elétrodos) |
| Dimensões Físicas | Peso do Equipamento | Aproximadamente 800 kg |
| Documentação e Peças | Acessórios Incluídos | 1 Manual de Operação Completo, 1 Kit de Peças Sobressalentes Padrão (conforme lista de embalagem), 1 Conjunto de Agulhas de Enrolamento |
Porquê Escolher Este Produto
- Precisão e Repetibilidade de Grau Industrial: Construída sobre um chassis de aço estrutural resistente de 800 kg com placas de montagem maquinadas por CNC, esta máquina elimina a vibração de alta velocidade para sustentar um alinhamento de enrolamento rigoroso de ±0,5 mm e proporcionar rendimentos de produto acabado ≥98% em campanhas de fabrico prolongadas.
- Segurança Avançada da Célula e Proteção do Rendimento: Ao integrar o desenrolamento do separador regulado por motor de passo ativo, aplicação de fita horizontal sem estiramento e extração de pó de elétrodo em linha, o sistema elimina ativamente as principais causas de curto-circuitos internos da célula, enrugamento do elétrodo e defeitos de afrouxamento do núcleo.
- Flexibilidade de Ferramentas Excepcional para I&D e Produção: Mecanismos de troca rápida para agulhas de enrolamento (Ø2,5–Ø8,0 mm) e canais de guia permitem que as equipas de desenvolvimento de baterias alternem entre formatos de células (como 18650, 21700 e protótipos personalizados) com tempo de inatividade mínimo, maximizando a utilização do equipamento piloto.
- Arquitetura de Componentes Industriais de Primeiro Nível: Alimentado inteiramente por hardware de automação de classe mundial—incluindo servoacionamentos e PLCs Panasonic, ecrãs táteis MCGS e componentes pneumáticos AirTAC—garantindo uma longa vida útil, peças sobressalentes acessíveis globalmente e uma operação fiável em vários turnos.
- Integração Turnkey e Suporte à Aplicação: Apoiado por documentação técnica abrangente, maquinagem de agulhas personalizada e suporte de engenharia experiente para simplificar a validação de processos para o fabrico piloto e inovação em materiais de bateria.
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