當(dāng)數(shù)層由極片和隔膜堆疊而成的鋰電電芯出現(xiàn)在眼前時(shí)，深諳此道的鋰電池生產(chǎn)商們便知道，接下來(lái)還需要完成一道重要的工序——熱壓整形，才能進(jìn)入電芯入殼的環(huán)節(jié)。
位于中國(guó)華南的某鋰電自動(dòng)化設(shè)備商一直在考慮，如何基于自動(dòng)化和電氣聯(lián)接技術(shù)，更好地完成消費(fèi)鋰電池的切邊整形工序，從而幫助其下游鋰電生產(chǎn)商更加高效、可靠和高質(zhì)量地完成下游工序乃至整個(gè)鋰電池生產(chǎn)流程。
領(lǐng)先的電氣聯(lián)接與自動(dòng)化專家——魏德米勒憑借極富盛名的自動(dòng)化遠(yuǎn)程I/O方案，讓該設(shè)備商的電芯熱壓整形設(shè)備“如虎添翼”，大大提升了設(shè)備品質(zhì)，縮短了交付時(shí)間，降低了總體成本，贏得了這一綠色能源市場(chǎng)的制高點(diǎn)。
工藝優(yōu)化，接口快速可靠
快速迭代的消費(fèi)電子產(chǎn)品，正在變得更輕、更薄、更短、更小，所用的消費(fèi)類鋰電池需要實(shí)現(xiàn)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(guān)。在消費(fèi)鋰離子電池的生產(chǎn)過程中，為了改善鋰離子電池的平整度，同時(shí)消除隔膜褶皺和內(nèi)部空氣，降低裝芯短路率，對(duì)卷繞或疊片完成的電芯進(jìn)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(dá)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(shí)間和模板溫度等工藝參數(shù)非常關(guān)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(shí)間越短越好。而另一方面，熱壓整形又必須保證達(dá)到電芯厚度及一致性的工藝要求。因此，壓力，時(shí)間和溫度等關(guān)鍵工藝參數(shù)需要不斷優(yōu)化。
作為熱壓整形設(shè)備的控制系統(tǒng)核心元件，遠(yuǎn)程I/O模塊擔(dān)負(fù)著采集工藝數(shù)據(jù)，輸出控制信號(hào)的關(guān)鍵任務(wù)，其快速準(zhǔn)確性和運(yùn)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(yōu)勢(shì)，該設(shè)備商最終采用了高可靠的UR20系列，包括現(xiàn)場(chǎng)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(shè)備實(shí)現(xiàn)模板熱電偶、增壓缸壓力傳感器等現(xiàn)場(chǎng)儀表與設(shè)備PLC控制器的穩(wěn)定接線和即插即用，鋰電生產(chǎn)商在任何時(shí)間更換電子模塊都無(wú)需改變固定布線，操作快速而穩(wěn)定。同時(shí)面對(duì)模板的溫度波動(dòng)，UR20模塊的寬溫設(shè)計(jì)可以始終保持穩(wěn)定工作，無(wú)任何功能使用的限制。
通過快速刷新及功率預(yù)留功能，UR20還具有卓越的電子性能，包括快速的尋址能力及地映射系統(tǒng)進(jìn)程，其高速的系統(tǒng)總線提供了一個(gè)數(shù)十毫秒內(nèi)的快速響應(yīng)時(shí)間，而且每一個(gè)I/O模塊和通道上的LED狀態(tài)指示可以幫助進(jìn)行可靠的診斷服務(wù)——這些無(wú)疑為上述關(guān)鍵工藝參數(shù)的快速采集和反饋調(diào)節(jié)提供了強(qiáng)大助力，使其能夠持續(xù)優(yōu)化，大大提高了生產(chǎn)效率和裝芯合格率，減少了材料浪費(fèi)。
鋰電重器，工程靈活便利
對(duì)于鋰電設(shè)備制造商而言，設(shè)備在安裝調(diào)試和運(yùn)維過程中的靈活便利，是一項(xiàng)極具競(jìng)爭(zhēng)力的優(yōu)勢(shì)。面對(duì)緊張的4周樣機(jī)交付周期，專業(yè)人員的不足更顯掣肘。
在安裝方面，魏德米勒UR20 I/O系統(tǒng)采用“PUSH IN”直插式接線技術(shù)，設(shè)備商只需將帶管狀端頭的導(dǎo)線插到壓線框底部便可完成接線，相比傳統(tǒng)的接線方式節(jié)約時(shí)間高達(dá)50％，而且單排結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)能夠有效減少接線錯(cuò)誤，從而減少了設(shè)備和系統(tǒng)的啟動(dòng)時(shí)間。
在配置調(diào)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(jù)現(xiàn)場(chǎng)的輸出要求，該設(shè)備商只需在同一個(gè)模塊上進(jìn)行設(shè)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(tǒng)調(diào)試或者運(yùn)行以后，UR20集成的web服務(wù)器還能夠讓設(shè)備制造商使用任何標(biāo)準(zhǔn)的IE瀏覽器來(lái)運(yùn)行遠(yuǎn)程診斷，大大提高了運(yùn)維效率和減少了維護(hù)成本，也提升了客戶滿意度。
如今，消費(fèi)鋰電池早已作為一種新型綠色電池，被廣泛應(yīng)用于手機(jī)、筆記本電腦、電動(dòng)自行車、數(shù)碼相機(jī)、無(wú)人機(jī)等眾多下游領(lǐng)域。隨著可穿戴智能設(shè)備等新興電子產(chǎn)品的興起，和5G技術(shù)的出現(xiàn)，對(duì)消費(fèi)鋰電池的續(xù)航時(shí)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(shè)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(tǒng)這樣快速可靠、靈活便利的自動(dòng)化核心技術(shù)，必將占據(jù)市場(chǎng)先機(jī)，以創(chuàng)新贏得綠色未來(lái)。