你知道锂电池有多少道工序可以用机器人?

将来,机器人、人工智能、信息化、自动化等智能制造技术将相互充足融合,形成产业延伸和整合形成规模效应,增强抵抗市场竞争风险的能力。这是实现无人化厂的前提,也是将来锂电等离散型制造产线的发展趋势。

你知道锂电池有多少道工序可以用机器人?

锂电池是一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。锂电池大致可分为两类:锂金属电池和锂离子电池。锂离子电池不含有金属态的锂,并且是可以充电的。当然,现在人们对锂电池已经完全不陌生了,尤其是其广泛应用于汽车、电动车等交通工具领域后,人们对锂电池的关注更是提升了一个档次。

我们所熟知的特斯拉电动汽车便是用的18650锂离子电池通过串并联组成的电池板。随着新能源汽车日渐火爆,动力电池行业也变得炙手可热!

锂电池生产工艺流程分为三大工段,一是极片制作,二是电芯制作,三是电池组装。在锂电池生产工艺中,极片制作是基础、电芯制作是核心,电池组装关系到锂电池成品质量。锂电池生产工艺流程具体环节包含负极匀浆、正极匀浆、分切、注液、壳体喷码、检测以及包装等。

工业机器人视频库

钱江机器人 锂电池自动化生产线

锂电池21道生产工序

第一步 负极匀浆

第二步 正极匀浆

第三步 涂布

第四步 碾压

第五步 分切

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第六步 烘烤

第七步 卷绕

第八步 入壳

第九步 点焊

第十步 烘烤

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第十一步 注液

第十二步 焊盖帽

第十三步 清洗

第十四步 干燥储存

第十五步 检测对齐度

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第十六步 壳体喷码

第十七步 化成

组装后的电池,被给予一定的电流,使电池正负极活性物质被激发,最后使电池具有放电能力的电化学过程称为化成,电池只有经过化成后才能作为电源使用。

第十八步 OCV测量

第十九步 常温度储存

第二十步 分容

电池在制造过程中,因工艺原因使电池的实际容量不可能完全一致,通过一定的充放电检测,将电池按容量分类的过程称为分容。

第二十一步 最后工序

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目前锂电池生产工艺属于离散式生产方式,虽然其生产过程中己使用了大量的自动化专机,如自动涂布、自动焊接、自动化成等。但自动化程度与汽车生产相比较仍较低,各生产环节之问的衔接仍然是以人工为主。

随着中国劳动力成本的迅速增长以及机器人价格的下降,在生产线中应用机器人代替人工的优势己经逐渐显现,机器人的应用具有重复定位精度高、可靠性高、生产柔性化等优势,能极大提高生产效率和产品品质。

通过储能锂离子电池产业化研发,在锂电池生产线的关键环节引入机器人自动化生产线技术,提高产量,解决由于锂电池生产线关键工序对人为操作的依赖而造成的生产效率低下问题,加强生产过程中的质量管控,改善劳动条件,具有较大的示范效应和推广应用价值。

锂电池生产环节工业机器人的应用情况

(1)以电池生产中后端工艺及PACK为主

锂电池生产工艺中端环节的叠片、焊接、封装等工序涉及工业机器人较多,因为要保证生产效率及产品一致性;后端检测、组装和PACK涉及的工业机器人也较多,因为机器人能满足较大负载的抓取、搬运动作。

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1)叠片机。主要用隔膜将锂电池的正负极材料分开,防止极片短路,正负极片预先装入极片弹匣盒中,依靠机械手交替进行正负极片的计数叠片,完成叠片后由机械臂将电芯放置在叠片台工装上,由生产线工人取走进行下一-道工序的加工

2) 超声波焊接机。由工人手持完成叠片后的电池,将极耳送入焊接位置,通过声学系统的高频弹性振动,在工件之问静压力的夹持作用下,实现对叠片电池的正、负极极耳焊接。在加压的情况下,使金属表面相互摩擦而形成分子层问的融合,其优点在于快速、节能、熔合强度高、无火花、接近冷态加工

3) 裁切机。由工人将需要裁切的锂电池极耳送入裁切机刀口,通过控制气缸运动,带动裁切刀将极耳的突出部分进行裁剪,裁切过程需保证两侧极耳的对称性,并保证精度和质量的稳定

随着锂电池企业对生产效率、产品的稳定性要求逐渐增加,同时市场对机器人认可度逐渐增加,未来机器人的使用领域也将逐渐增多。

(2)行业专用的工业机器人

针对锂电行业中,工业机器人还未渗透的工序,开发专用工业机器人,不仅与生产设备无缝衔接,同时提高工业机器人的可集成能力,保证生产的柔性,提高产品的一致性。如移动机器人为例,已经专门开发出可用于收放卷的单臂搬运、背负搬运AGV。

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(3)协作机器人逐步渗透各个环节

协作机器人以安全为保障,而且其负载、速度、精度也提升到一定水平,这样不仅可以满足锂电行业对机器人高速高效的要求,同时保证人员、设备、产品的安全,而且其简单易部署的特点,可提高生产设备投资回报率。

此外,目前协作机器人+AI的功能越来越多,这将带动AI在生产中的应用水平,提升企业智能制造发展水平。

(4)集成度更高的工业机器人

由于锂电行业的生产设备属于高度集成的,生产线对生产节拍、生产安全、生产信息化等的要求也较高,因此,提高工业机器人的集成能力,将大大缩短扩产建厂的周期,同时为日后的运营维护带来便捷。

你知道锂电池有多少道工序可以用机器人?

首先,保证工业机器人自身使用的集成程度,即其配套的夹具、吸盘、视觉、力传感器的集成能力,同时保障其通信的稳定性、抗干扰能力及维护便捷性。

其次,提高工业机器人与锂电生产设备的高度集成能力及易于操作能力,锂电池的生产有较多的专用生产设备,根据不同工艺的需求,可以无缝和自由的集成到生产线上,有利于工业机器人的灵活使用。

你知道锂电池有多少道工序可以用机器人?

最后,随着智能制造的发展,工业机器人自身的状态监测及生产情况的实时监测,都要求工业机器人提高其数字化和智能化的水平。

将来,机器人、人工智能、信息化、自动化等智能制造技术将相互充足融合,形成产业延伸和整合形成规模效应,增强抵抗市场竞争风险的能力。这是实现无人化厂的前提,也是将来锂电等离散型制造产线的发展趋势。

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