Macchina impilatrice
Macchina semi-automatica per l'impilamento a Z di batterie agli ioni di litio per celle prismatiche e a sacchetto
Numero articolo : DP06
Il prezzo varia in base a specifiche e personalizzazioni
- Velocità del ciclo di impilamento
- 1,3 – 1,6 s/pz
- Precisione di allineamento dell'elettrodo adiacente
- ±0,2 mm
- Spessore cella finita compatibile
- 5 – 20 mm
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Panoramica del prodotto
Questo sistema di impilamento a Z semi-automatico è progettato specificamente per l'assemblaggio di precisione di celle di batterie agli ioni di litio di tipo prismatico e a sacchetto (pouch). Progettata per eseguire la piegatura continua del separatore a motivo Z alternando il posizionamento dei fogli di elettrodi positivi e negativi, l'attrezzatura combina la movimentazione meccanica servo-assistita con la guida attiva del nastro per mantenere un allineamento di livello micrometrico su tutti gli strati della cella.
Ottimizzata per la produzione su scala pilota, le strutture di prototipazione e i laboratori di ricerca avanzata sull'accumulo di energia, questa piattaforma di impilamento accoglie un ampio spettro di geometrie di fogli catodici e anodici. Automatizzando il ciclo di prelievo e posizionamento, l'allineamento secondario e la tensionatura del separatore, il sistema elimina la variabilità umana tipicamente associata alle operazioni di impilamento manuale, mantenendo al contempo capacità di cambio lotto flessibili.
Costruita su una piastra di base strutturale per impieghi gravosi con smorzamento delle vibrazioni e racchiusa in un telaio protettivo rigido, questa apparecchiatura offre un tasso di passaggio causato dall'attrezzatura del 99% e un tasso di uptime operativo del 98%. Fornisce una ripetibilità costante, prevenendo graffi agli elettrodi, disallineamento del separatore e alimentazione di fogli multipli durante rigorosi flussi di lavoro di ricerca e pre-produzione su turni lunghi.
Caratteristiche principali
- Buffering con coltello pressore a micro-sollevamento: Il meccanismo di impilamento a quattro coltelli presenta una sequenza di micro-sollevamento ingegnerizzata che solleva leggermente la lama prima della retrazione laterale, prevenendo graffi indotti dall'attrito, delaminazione del rivestimento o strappi sulle fragili superfici del materiale attivo.
- Svolgimento attivo del separatore con guida del nastro: Una bobina di svolgimento motorizzata integrata si combina con un tenditore a rullo ballerino flottante e un sistema di correzione della posizione del bordo (EPC), mantenendo una tensione del nastro uniforme e una precisione di allineamento del bordo di ±0,3 mm durante tutto il ciclo di piegatura a Z.
- Posizionamento secondario ad alta precisione: Stadi di allineamento pneumatici dedicati indicizzano nuovamente ogni foglio di elettrodo prima del trasferimento alla piattaforma di impilamento, ottenendo una precisione di registrazione dell'elettrodo adiacente entro ±0,2 mm e un allineamento totale dello strato entro ±0,3 mm.
- Alimentazione multi-stadio anti-doppio foglio: I caricatori di alimentazione del materiale integrano soffiatori ad aria compressa, spazzole separatrici specializzate e scuotimento robotico a vuoto ad alta frequenza per evitare il prelievo di più fogli e le mancate alimentazioni.
- Architettura di raccolta polveri integrata: Le porte di estrazione del vuoto localizzate sono progettate direttamente nelle cassette del caricatore e negli stadi di posizionamento secondario, catturando istantaneamente particolati sciolti e detriti di taglio per prevenire cortocircuiti interni alla cella.
- Architettura del manipolatore servo-assistito: Un servomotore a coppia elevata e un gruppo vite a ricircolo di sfere di precisione rettificata azionano il manipolatore pick-and-place a quattro pinze, garantendo un trasferimento rapido, fluido e privo di strappi degli elettrodi durante i cicli operativi.
- Taglio del separatore con filo a resistenza termica: Al completamento del conteggio degli strati programmato, il sistema esegue un taglio netto e rapido del nastro separatore continuo utilizzando un elemento riscaldante a controllo di precisione, prevenendo bordi sfilacciati e generazione di particolato.
- HMI touchscreen intuitivo e controllo PLC: Un controller logico programmabile centralizzato abbinato a un'interfaccia touchscreen a colori industriale fornisce una gestione completa delle ricette, telemetria diagnostica in tempo reale, configurazione del conteggio degli strati e regolazione dinamica dei parametri.
Applicazioni
| Applicazione | Descrizione | Vantaggio chiave |
|---|---|---|
| Ricerca e sviluppo batterie prismatiche agli ioni di litio | Piegatura a Z di precisione di fogli catodici e anodici alternati per celle di potenza prismatiche ad alta densità energetica. | Elimina i rischi di cortocircuito interno grazie all'allineamento degli elettrodi adiacenti entro ±0,2 mm e al buffering del coltello a micro-sollevamento. |
| Produzione linea pilota celle a sacchetto (pouch) | Impilamento a lotti semi-automatizzato per la prototipazione di celle a sacchetto per veicoli elettrici (EV) e sistemi di accumulo energetico (ESS). | Offre un'elevata produttività del ciclo (1,3–1,6 s/pz) con tempi di cambio attrezzatura minimi tra le dimensioni delle celle. |
| Sviluppo celle allo stato solido e avanzate | Impilamento di separatori rivestiti in ceramica fragili o ultra-sottili ed elettrodi avanzati a processo secco o rivestiti a umido. | La manipolazione delicata a vuoto e la tensione del nastro controllata dal ballerino preservano i fragili strati attivi sperimentali. |
| Assemblaggio batterie agli ioni di sodio | Assemblaggio di celle con chimica alternativa che richiedono un controllo preciso della tensione e una lavorazione rigorosamente priva di particolato. | I moduli di estrazione polveri multipunto prevengono la contaminazione incrociata e l'accumulo di detriti conduttivi. |
| Laboratori accademici e industriali per batterie | Assemblaggio flessibile di celle in lotti da piccoli a medi su diverse dimensioni di elettrodi (lunghezza 80–200 mm). | L'interfaccia PLC intuitiva consente una rapida riconfigurazione degli strati e test dei materiali senza modifiche hardware. |
Specifiche tecniche
Panoramica e identificazione della macchina
| Parametro di specifica | Valore / Dettaglio |
|---|---|
| Numero articolo prodotto | DP06 |
| Tecnologia di impilamento | Impilamento separatore continuo a Z semi-automatico |
| Velocità di impilamento | 1,3 – 1,6 secondi per pezzo (foglio di elettrodo) |
| Tempo di movimentazione ausiliario | 15 – 20 secondi (trasferimento cella e reset) |
| Tasso di passaggio dell'attrezzatura | 99% (difetti attribuibili rigorosamente al funzionamento della macchina) |
| Tasso operativo dell'attrezzatura (Uptime) | 98% (guasti attribuibili rigorosamente al funzionamento della macchina) |
| Potenza nominale totale | 2,0 kW |
| Architettura di controllo | PLC industriale con HMI touchscreen a colori |
Tolleranze di impilamento e allineamento
| Metrica di allineamento | Specifica di tolleranza |
|---|---|
| Deviazione centro elettrodo-separatore | ±0,4 mm |
| Precisione allineamento faccia finale separatore | ±0,3 mm |
| Precisione allineamento foglio elettrodo adiacente | ±0,2 mm |
| Precisione complessiva impilamento elettrodo finito | ±0,3 mm |
| Errore nastro serpentino separatore | < 1,0 mm / 1000 mm |
| Requisito tolleranza fustellatura elettrodo | < 0,2 mm |
Dimensioni del materiale in ingresso
| Tipo di materiale | Lunghezza (mm) | Larghezza (mm) | Spessore (mm) | Dimensioni anima / rotolo |
|---|---|---|---|---|
| Fogli catodici e anodici | 80 – 200 mm | 80 – 150 mm | 0,07 – 0,25 mm | Materiale in fogli (fustellato, piatto) |
| Linguette elettrodo (Tabs) | 8 – 20 mm (estensione linguetta) | 8 – 20 mm (larghezza linguetta) | — | Orientamento linguetta sullo stesso lato |
| Nastro separatore | Rotolo continuo | 80 – 155 mm | 0,02 – 0,04 mm | Interno: φ76,2 mm (3"), Esterno max: φ300 mm |
Capacità dell'involucro della cella finita
| Parametro cella | Intervallo dimensioni / Specifica |
|---|---|
| Spessore cella finita (H) | 5 – 20 mm |
| Larghezza cella finita (W) | 80 – 150 mm |
| Lunghezza cella finita (L) | 80 – 200 mm (esclusa estensione linguetta) |
| Estensione lunghezza linguetta (Q) | ≤ 20 mm |
| Larghezza linguetta | ≤ 20 mm |
| Avvolgimento separatore esterno | Riserva di piegatura automatizzata; avvolgimento finale manuale e applicazione nastro |
| Capacità strati di impilamento | Programmabile entro l'involucro di spessore cella 5–20 mm |
Sottosistemi hardware funzionali
| Modulo sottosistema | Quantità | Funzionalità ingegneristica e caratteristiche |
|---|---|---|
| Meccanismo piattaforma di impilamento | 1 Set | Quattro set di coltelli pressori con azione incrociata e buffering a micro-sollevamento. |
| Gruppo manipolatore robotico | 1 Set | Servomotore e vite a ricircolo di sfere rettificata che aziona una testa di trasferimento pick-and-place a 4 pinze. |
| Svolgimento separatore e guida nastro | 1 Set | Svolgimento a motore attivo, controllo della tensione a rullo ballerino flottante e tracciamento dinamico del bordo EPC. |
| Stazioni di posizionamento secondario | 2 Set | Blocchi di allineamento a spinta pneumatica con ugelli di raccolta polveri integrati. |
| Cassette caricatore elettrodi | 2 Set | Cartucce a elevazione automatica stile caricatore con tracciamento costante dell'altezza, lame d'aria e spazzole di separazione. |
| Unità di taglio separatore | 1 Set | Filo riscaldante a resistenza elettrica controllata per un taglio termico pulito. |
| Meccanismo di scarico cella | 1 Set | Manipolatore a pinza pneumatica che trasferisce i nuclei impilati alla stazione di nastratura manuale. |
| Telaio e struttura portante | 4 Unità | Telaio principale doppio per impieghi gravosi e piastre di base secondarie rettificate di precisione per l'isolamento dalle vibrazioni. |
| Custodia e sistema di sicurezza | 1 Set | Tettuccio di sicurezza in profilo di alluminio industriale con pannelli di accesso trasparenti interbloccati. |
| Sistema a vuoto | 1 Set | Rete di eiettori a vuoto ad alto flusso azionati ad aria compressa per teste di prelievo a ventose multiple. |
Requisiti della struttura e dell'ambiente operativo
| Parametro di utilità / ambientale | Standard operativo |
|---|---|
| Alimentazione elettrica in ingresso | AC 220V monofase, 50/60 Hz (fluttuazione di tensione entro ±10%) |
| Pressione alimentazione pneumatica | 0,5 – 0,7 MPa (5 – 7 kgf/cm²) |
| Consumo aria compressa | 100 L/min |
| Dimensioni fisiche | 1550 mm (L) x 1250 mm (P) x 1850 mm (A) |
| Peso netto macchina / Carico a pavimento | Circa 800 kg / Capacità di carico a pavimento > 450 kg/m² |
| Temperatura operativa ambiente | 5 – 35 °C |
| Umidità relativa operativa | 5 – 55% UR (senza condensa) |
| Pulizia atmosferica | Priva di polvere conduttiva, sostanze chimiche corrosive, vapori tossici e aria salmastra |
| Vibrazioni e interferenze magnetiche | Isolamento da campi magnetici esterni ad alta intensità e urti/vibrazioni strutturali |
Perché scegliere questo prodotto
- Controllo superiore della geometria della cella: Il posizionamento pneumatico secondario ad alta precisione abbinato al tracciamento attivo della guida del nastro garantisce una rigorosa ripetibilità dimensionale (allineamento dei fogli adiacenti ±0,2 mm), traducendosi direttamente in prestazioni elettrochimiche superiori e minore impedenza interna nelle celle finite.
- Architettura di protezione attiva della superficie: Il meccanismo di micro-sollevamento sincronizzato solleva i coltelli pressori prima del ritiro laterale, salvaguardando i delicati rivestimenti del materiale attivo del catodo e dell'anodo contro micro-graffi, fori e distacco di particelle indotti dal taglio.
- Gestione integrata della contaminazione: Le porte di raccolta polveri a doppia stazione accoppiate al distanziamento con lame d'aria e spazzole di separazione eliminano l'accumulo di polvere conduttiva e le errate alimentazioni di fogli multipli, garantendo una resa di produzione di base del 99%.
- Affidabilità industriale robusta: Realizzata in acciaio strutturale per impieghi gravosi e piastre di attrezzaggio in alluminio rigido, questa unità offre un tasso di uptime operativo del 98%, mantenendo una precisione ad alto rendimento attraverso operazioni di ricerca e pilota continue su più turni.
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