BATTERIES: SOLUTIONS BST ELTROMAT POUR L’INDUSTRIE LIB

L'industrie des batteries se développe plus rapidement et plus dynamiquement que jamais. Avec l'importance croissante de l'électromobilité et du stockage de données stationnaire, la pression augmente sur l'industrie pour faire avancer rapidement le développement des batteries lithium-ion. Des distances plus longues et des performances supérieures sont tout autant une référence que l'augmentation de la durée de vie de la batterie, la sécurité de la batterie et la réduction des coûts de production.

La solution pour répondre à ces exigences est une production industrielle étendue. La production industrielle permet en parallèle une dégressivité des coûts et une amélioration de la qualité en termes d'économies d'échelle, d'automatisation et d'innovation technique ainsi que d'efficacité des ressources et de l'énergie.

Production d'électrodes et assemblage de cellules dans l'industrie des batteries Li-Ion

Lors du traitement bandes de matériaux pour produire des batteries lithium-ion, une précision absolue est nécessaire pour un produit sûr et de haute qualité. Seule une batterie lithium-ion qualitativement parfaite peut répondre aux exigences élevées du produit final, en particulier pour la mobilité électrique.

Un défi est le guidage et le positionnement exacts des bandes de matériau dans les étapes de traitement, car les différentes bandes doivent être correctement contrôlées et mesurées les unes par rapport aux autres. BST résout cette tâche en utilisant sa large gamme de produits, qui comprend l'inspection, les systèmes de guidage de bande et l'automatisation.

D'une part, les systèmes d'inspection peuvent effectuer diverses tâches de mesure, mais d'autre part, leurs données de mesure peuvent également être transmises aux systèmes de guidage de la bande et ainsi optimiser leurs résultats de contrôle. La mise en réseau des systèmes BST via la plate-forme de visualisation et d'exploitation PROSolutions (Video: ProSolutions)  offre aux clients une solution complète qui va de la fourniture de données pertinentes sur la qualité de la production aux systèmes de guidage de bande combinés avec une technologie de capteur intelligente.

Étapes du processus de production des batteries

Nos produits et solutions sont représentés dans les étapes de processus suivantes:

Revêtement

La feuille de support (cuivre ou aluminium) est généralement enduite via l'unité de buse (revêtement). Le revêtement se fait en continu ou par intermittence sur 1 à 3 pistes .

Les faces supérieure et inférieure de la feuille sont enduites soit séquentiellement (2 étapes de processus sur la même ligne), l'un après l'autre des deux faces (1 étape de processus sur une ligne) ou simultanément dans le processus de séchage par flottation à air (1 étape de processus dans une ligne). Après le processus de séchage, le matériau est à nouveau rembobiné.

Nos solutions pour l'assurance qualité dans le revêtement comprennent le guidage de la bande, le contrôle de la position de la couche supérieure par rapport à la couche inférieure et l'inspection des surfaces et des bords pour toutes les options de revêtement pertinentes.

Calandrage

Lors du calandrage, la feuille de cuivre ou d'aluminium revêtue des deux côtés est compactée par une paire de rouleaux rotatifs. À cet effet, le matériau qui était précédemment enroulé sur la ligne de revêtement est à nouveau déroulé sur la calandre et rembobiné après calandrage.

C'est là que les constructeurs veulent profiter pleinement de la vitesse de la machine ! Cependant, ils sont alors confrontés au défi de s'assurer que tout se déroule de manière contrôlée - du déroulement du matériau au guidage à travers le processus de production et à l'enroulement. BST eltromat propose un système de guidage de bande complet avec différents actionneurs, dispositifs de commande et capteurs, qui couvre les exigences les plus diverses. Ainsi, les processus peuvent être stabilisés, les déchets peuvent être minimisés et les temps d'arrêt peuvent être réduits.

Refente

Le grand rouleau mère calandré est maintenant transformé en ligne de refente. Ici, un processus de refente (Video: Battery Slitting) coupe la bande de matériau dans le sens longitudinal avec des couteaux rotatifs en plusieurs bandes plus petites (coupe longitudinale). Les rouleaux fille sont rembobinés séparément après le processus de refente.

Afin d'utiliser pleinement la vitesse de la machine et en même temps de garantir que tous les rouleaux filles sont parfaitement enroulés, des systèmes de guidage de bande BST sont utilisés. De plus, la largeur de fente des bandes individuelles peut être surveillée avec une mesure de largeur basée sur la bande elle-même ou le revêtement et peut également être contrôlée via la plate-forme de visualisation et d'exploitation PROSolutions (Video: ProSolutions).

Séparer

La séparation de chaque composant est nécessaire pour produire des cellules de batterie. Ici, les anodes ou cathodes sont découpées dans les rouleaux filles dans un processus continu utilisant le poinçonnage ou la découpe au laser. Cela laisse des languettes, qui serviront plus tard de connexion électrique pour les batteries.

BST eltromat propose des solutions pour positionner la bande de matériau (Vidéo: TabIgnoring) exactement par rapport au découpeur laser. Ces solutions garantissent que les languettes répondent aux exigences géométriques liées au matériau de base et au revêtement.

De plus, la solution d'inspection "Shape Measurement" permet de surveiller les conditions géométriques, qui peuvent également être réinjectées dans le processus via la plateforme de visualisation et d'exploitation PROSolutions (Video: ProSolutions). Pour rembobiner le matériau, la fonction standard de guidage de bande BST "Tab Ignoring" (Video: Tab Ignoring) est absolument nécessaire.

Demi-refente

Il s'agit du processus de séparation ultérieur pour produire une cellule de batterie. Dans une refendeuse, les bobines filles avec les languettes sont coupées en deux et enroulées à nouveau .

Pour assurer un guidage précis de la bande, le système de guidage de la bande BST est utilisé. La fonction standard "Tab Ignoring" (Video: Tab Ignoring) est obligatoire pour ignorer les onglets lors du contrôle des bords de bande. C'est le seul moyen de positionner précisément le matériau devant le couteau rotatif et de couper le matériau exactement en deux (à partir du bord du matériau ou du bord du revêtement).

De plus, la largeur de coupe des bandes individuelles peut être surveillée avec une mesure de largeur (de la bande ou du revêtement) et également contrôlée via la plate-forme de visualisation et d'exploitation PROSolutions.

Empilage / Enroulement / Laminage

Enroulement (batterie prismatique / ronde)

L'enroulement dans le processus de production des batteries prismatiques et des batteries rondes a lieu après la "demi-refente" des rouleaux filles. Ici, les pistes d'électrode et deux pistes de séparateur sont enroulées autour d'un mandrin d'enroulement (batteries prismatique) ou d'une broche centrale (batteries ronde). Tout comme le processus de stratification et d'empilage (lien vers le paragraphe ci-dessous), le défi de ce processus est de rapprocher les bandes avec une grande précision.

BST eltromat résout cette tâche en mettant en réseau plusieurs guidages de bande (Video: connectivité des guidages de bande), qui accèdent en outre à des fonctions telles que maître / esclave et correction de décalage. De cette manière, les bords individuels peuvent être facilement contrôlés en amont en cas d'écarts par rapport à leur position prévue et le guidage exact des différentes bandes les unes par rapport aux autres et tout au long du processus jusqu'à l'enroulement peut être assuré.

Laminage et Empilage (Cellule en forme de poche)

Dans cette étape du processus, la monocellule est produite à partir des matériaux fournis (4 couches = 1 anode + 1 cathode + 2 séparateurs) par un processus de combinaison et de stratification de haute précision. Dans le processus suivant, la bande de matériau fusionnée est ensuite coupée et empilée en conséquence.

Dans ce processus, il est particulièrement important de rapprocher les bandes avec une grande précision. Basé sur des décennies d'expérience dans le domaine du guidage de bande, BST combine plusieurs systèmes de guidage de bande dans cette étape de processus et ajoute des fonctions supplémentaires telles que maître / esclave et correction de décalage. Les écarts par rapport aux positions nominales des bords individuels peuvent ainsi être compensés et le guidage exact des différentes bandes les unes par rapport aux autres peut être assuré. Pour garantir une détection fiable des contours, BST a développé un capteur spécialement pour ce processus, qui fournit toutes les informations de contraste, d'objet et de couche pertinentes à la plate-forme de visualisation et d'exploitation PROSolutions.