BATERIA: SOLUCIONES BST ELTROMAT PARA LA INDUSTRIA LIB

La industria de las baterías se está desarrollando más rápida y dinámicamente que nunca. Con la creciente importancia del electro movilidad y el almacenamiento de datos estacionarios, crece la presión sobre la industria para que avance rápidamente el desarrollo de las baterías de iones de litio. Las distancias más largas y el mayor rendimiento son un punto de referencia tan importante como el aumento de la vida útil de las baterías, la seguridad de estas y la reducción de los costes de producción.

La solución para cumplir los requisitos de referencia es ampliar la producción industrial. La producción industrial permite una reducción paralela de los costos y una mejora de la calidad en términos de economías de escala, automatización e innovación técnica, así como de eficiencia de los recursos y la energía

La producción de electrodos y el ensamblaje de células en la industria de las baterías de Li-Ion

Al procesar las bandas de material para producir baterías de iones de litio, se necesita una precisión absoluta para un producto seguro y de alta calidad. Sólo una batería de iones de litio cualitativamente perfecta puede satisfacer las altas exigencias del producto final, especialmente para la movilidad electrónica.

Uno de los desafíos es la orientación y el posicionamiento exactos de las bandas de material en las distintas etapas de procesamiento, ya que las diferentes bandas deben ser controladas y medidas correctamente en relación con cada una de ellas. BST resuelve esta tarea utilizando su amplia cartera de productos, que incluye la inspección, los sistemas de guía de bandas y la automatización.

Por un lado, los sistemas de inspección pueden realizar diversas tareas de medición, pero, por otro lado, sus datos de medición también pueden transmitirse a los sistemas de alineador de banda y así optimizar sus resultados de control. La conexión en red de los sistemas BST a través de la plataforma de visualización y operación PROSolutions (Video: ProSolutions) ofrece a los clientes una solución integral que va desde el suministro de datos relevantes para la calidad de la producción hasta sistemas combinados de guiado de banda con tecnología de sensores inteligentes.

Nuestros productos y soluciones están representados en los siguientes pasos del proceso:

Nuestros productos y soluciones están representados en los siguientes pasos del proceso:

Recubrimiento

La lámina portadora (cobre o aluminio) se suele recubrir con una unidad de boquilla. El recubrimiento se hace de forma continua o intermitente de 1 a 3 carriles.

Los lados superior e inferior de la lámina se recubren ya sea secuencialmente (2 pasos de proceso en la misma línea), uno tras otro en ambos lados (1 paso de proceso en una línea) o simultáneamente en el proceso de secado por flotación de aire (1 paso de proceso en una línea). Después del proceso de secado, el material se rebobina de nuevo.

Nuestras soluciones para asegurar la calidad del revestimiento incluyen la guía de la banda, el control de la posición de la capa superior e inferior y la inspección de la superficie y los bordes para todas las opciones de revestimiento relevantes.

Calandrado

Al calandrar, la lámina de cobre o aluminio recubierta por ambos lados es compactada por un par de rodillos giratorios. Para ello, el material que fue previamente enrollado en la línea de revestimiento se desenrolla de nuevo en el calandrador y se rebobina después del calandrado.

¡Aquí es donde el fabricante quiere aprovechar al máximo la velocidad de la máquina! Sin embargo, se enfrentan al reto de asegurar que todo funcione de manera controlada, desde el desenrollado del material hasta la guía a través del proceso de producción y el enrollado.

BST eltromat ofrece un completo sistema de guiado de banda con diferentes actuadores, dispositivos de control y sensores, que cubre los más diversos requisitos. De esta manera, se pueden estabilizar los procesos, minimizar los desechos y reducir los tiempos de parada.

Cortado

El rodillo calandra se procesa ahora en la línea de corte. Aquí, un proceso de corte (Video: Battery Slitting) corta la banda de material en dirección longitudinal con cuchillas rotativas en varias redes más pequeñas (corte longitudinal). Los rollos resultantes individuales se rebobinan por separado después del proceso de corte.

Para aprovechar al máximo la velocidad de la máquina y, al mismo tiempo, asegurar que todos los rollos resultantes se enrollen perfectamente, se utilizan los sistemas alineadores de banda de BST. Además, el ancho de corte de las bandas individuales puede ser monitoreado con una medición de ancho basada en la propia banda o en el material aplicado y también puede ser controlado a través de la plataforma de visualización y operación de PROSolutions (Video: ProSolutions).

Separado

La separación de los componentes individuales es necesaria para producir células de batería. Aquí, los ánodos o cátodos se cortan de los rollos resultantes en un proceso continuo mediante perforación o corte por láser. Esto deja las llamadas lengüetas, que más tarde sirven como conexión eléctrica para las baterías.

BST eltromat ofrece soluciones para posicionar la banda de material (Video: TabIgnoring) exactamente al cortador láser. Estas soluciones aseguran que las lengüetas cumplan con los requisitos geométricos relacionados con el material base y el recubrimiento.

Además, la solución de inspección "Shape Measurement" permite la supervisión de las condiciones geométricas, que también pueden ser retroalimentadas en el proceso a través de la plataforma de visualización y operación PROSolutions(Video: ProSolutions). Para rebobinar el material, es absolutamente necesaria la función estándar de alineación de banda de BST "Tab Ignoring" (Video: Tab Ignoring).

Medio corte

Este es el proceso posterior de separación para producir una célula de batería. En una cortadora, los rollos derivados se enrollan con las lengüetas cortadas por la mitad y enrolladas de nuevo.

Para asegurar una guía precisa de la banda, se utiliza el sistema de guía de banda de BST. La función estándar "Ignorar pestañas" (Video: Tab Ignoring) es obligatoria para ignorar las pestañas durante el control del borde de la banda. Esta es la única manera de posicionar con precisión el material frente a la cuchilla giratoria y cortar el material exactamente por la mitad (desde el borde del material o el borde del material aplicado).

Además, el ancho de corte de cada una de las bandas puede ser monitoreado con una medición de ancho (del borde del material o borde del material aplicado) y también controlado a través de la visualización y la plataforma de operación de PROSolutions.

Apilado / Bobinado / Laminado

Bobinado (Prismático / célula redonda)

El enrollado tiene lugar en el proceso de producción de células prismáticas y células redondas   después del "medico corte" de los rollos resultantes. Aquí, las pistas de electrodos y dos pistas de separación se enrollan alrededor de un mandril de bobinado (célula prismática) o de una clavija central (célula redonda).  Al igual que en el proceso de laminación y apilamiento (enlace al párrafo siguiente), el desafío en este proceso es reunir las redes con alta precisión.

BST eltromat resuelve esta tarea mediante la conexión en red de varios sistemas de alineadores de banda (Video: conectividad del alineador de banda), que adicionalmente acceden a funciones como la de maestro/esclavo y la de corrección de desfase. De esta manera, los bordes individuales pueden ser controlados fácilmente en caso de desviaciones de su posición prevista y se puede asegurar la guía exacta de las diferentes telas entre sí y a través del paso del proceso hasta el bobinado.

Laminación y apilamiento (célula de la bolsa)

En este paso del proceso, la mono célula se produce a partir de los materiales suministrados (4 capas = 1 ánodo + 1 cátodo + 2 separadores) mediante un proceso de combinación y laminación de alta precisión. En el proceso subsiguiente, la red de material fusionado se corta y se apila en consecuencia.

En este proceso es particularmente importante unir las bandas con alta precisión. Basándose en décadas de experiencia en el campo de alineador de banda, BST combina varios sistemas de alineadores de banda en este paso del proceso y añade funciones adicionales como la corrección de master/esclavo y de offset. De esta manera se pueden compensar las desviaciones de las posiciones nominales de los bordes individuales y se puede asegurar el guiado exacto de las diferentes bandas entre sí. Para garantizar una detección fiable de los bordes, BST ha desarrollado un sensor especial para este proceso, que proporciona toda la información relevante de contraste, objetos y capas a la plataforma de visualización y operación de PROSolutions.