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    2022 華南展招展書
    現場總線

    智聯消費鋰電,創贏綠色未來——魏德米勒遠程I/O在消費鋰電設備中的應用

      2021年12月02日  

      當數層由極片和隔膜堆疊而成的鋰電電芯出現在眼前時,深諳此道的鋰電池生產商們便知道,接下來還需要完成一道重要的工序——熱壓整形,才能進入電芯入殼的環節。

      位于中國華南的某鋰電自動化設備商一直在考慮,如何基于自動化和電氣聯接技術,更好地完成消費鋰電池的切邊整形工序,從而幫助其下游鋰電生產商更加高效、可靠和高質量地完成下游工序乃至整個鋰電池生產流程。

      領先的電氣聯接與自動化專家——魏德米勒憑借極富盛名的自動化遠程I/O方案,讓該設備商的電芯熱壓整形設備“如虎添翼”,大大提升了設備品質,縮短了交付時間,降低了總體成本,贏得了這一綠色能源市場的制高點。

    工藝優化,接口快速可靠

      快速迭代的消費電子產品,正在變得更輕、更薄、更短、更小,所用的消費類鋰電池需要實現小體積、大容量、輕量和高能量密度——而這一切顯然與制造工藝息息相關。在消費鋰離子電池的生產過程中,為了改善鋰離子電池的平整度,同時消除隔膜褶皺和內部空氣,降低裝芯短路率,對卷繞或疊片完成的電芯進行熱壓整形必不可少,這一過程也將直接影響后道的電芯入殼、化成分容等一系列工藝。

      熱壓整形的基本過程是,將疊片完成的電芯放置在上下模板之間,然后上下模板在一定增壓缸壓力和模板溫度共同作用下使電芯定型,達到電芯厚度一致,使電芯彈性減小,提高裝芯入殼合格率。

      顯然,這一過程中的加壓壓力、加壓時間和模板溫度等工藝參數非常關鍵,但相互之間又互相制約。譬如,由于隔膜透氣性和極片材料的特性,要求熱壓整形壓力越小越好,時間越短越好。而另一方面,熱壓整形又必須保證達到電芯厚度及一致性的工藝要求。因此,壓力,時間和溫度等關鍵工藝參數需要不斷優化。

      作為熱壓整形設備的控制系統核心元件,遠程I/O模塊擔負著采集工藝數據,輸出控制信號的關鍵任務,其快速準確性和運行可靠性非常重要??紤]到魏德米勒UR系列分布式I/O在這一方面的突出優勢,該設備商最終采用了高可靠的UR20系列,包括現場總線接口模塊和多種I/O模塊。

      作為寬度僅為11.5mm模塊化的UR20系列,其模擬量I/O模塊可以幫助熱壓整形設備實現模板熱電偶、增壓缸壓力傳感器等現場儀表與設備PLC控制器的穩定接線和即插即用,鋰電生產商在任何時間更換電子模塊都無需改變固定布線,操作快速而穩定。同時面對模板的溫度波動,UR20模塊的寬溫設計可以始終保持穩定工作,無任何功能使用的限制。

      通過快速刷新及功率預留功能,UR20還具有卓越的電子性能,包括快速的尋址能力及精確地映射系統進程,其高速的系統總線提供了一個數十毫秒內的快速響應時間,而且每一個I/O模塊和通道上的LED狀態指示可以幫助進行可靠的診斷服務——這些無疑為上述關鍵工藝參數的快速采集和反饋調節提供了強大助力,使其能夠持續優化,大大提高了生產效率和裝芯合格率,減少了材料浪費。

    鋰電重器,工程靈活便利

      對于鋰電設備制造商而言,設備在安裝調試和運維過程中的靈活便利,是一項極具競爭力的優勢。面對緊張的4周樣機交付周期,專業人員的不足更顯掣肘。

      在安裝方面,魏德米勒UR20 I/O系統采用“PUSH IN”直插式接線技術,設備商只需將帶管狀端頭的導線插到壓線框底部便可完成接線,相比傳統的接線方式節約時間高達50%,而且單排結構的設計能夠有效減少接線錯誤,從而減少了設備和系統的啟動時間。

      在配置調試上,UR20的模擬量模塊,可以做到單模塊最大8路,并且輸入輸出模塊電壓和電流方式可選,根據現場的輸出要求,該設備商只需在同一個模塊上進行設置即可,從而在備貨和配置方面獲得極大的便利性和靈活性。

      不管是在系統調試或者運行以后,UR20集成的web服務器還能夠讓設備制造商使用任何標準的IE瀏覽器來運行遠程診斷,大大提高了運維效率和減少了維護成本,也提升了客戶滿意度。

      如今,消費鋰電池早已作為一種新型綠色電池,被廣泛應用于手機、筆記本電腦、電動自行車、數碼相機、無人機等眾多下游領域。隨著可穿戴智能設備等新興電子產品的興起,和5G技術的出現,對消費鋰電池的續航時間、充電速度、尺寸大小等提出了新的要求,以電芯熱壓整形設備為代表的鋰電裝備制造商們,基于像魏德米勒UR20分布式I/O系統這樣快速可靠、靈活便利的自動化核心技術,必將占據市場先機,以創新贏得綠色未來。

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