淺談鋰電池隔膜熱處理的在線(xiàn)控制應(yīng)用

陳蘇良?李澤明

摘 要 本文結(jié)合當(dāng)前新能源鋰電池隔膜熱處理技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀，提出了一種采用底層PLC+在線(xiàn)監(jiān)控軟件+云端在線(xiàn)分析的控制方案的新方案，主要論述了該在線(xiàn)控制方案應(yīng)用的特點(diǎn)和具體控制過(guò)程。

關(guān)鍵詞 鋰電池；熱處理；在線(xiàn)控制

前言

自從國(guó)務(wù)院要求開(kāi)展節(jié)能減排的號(hào)召后，新能源鋰電池在各行各業(yè)應(yīng)用的越來(lái)越廣泛?；谛履茉翠囯姵馗裟崽幚砑夹g(shù)是電池生產(chǎn)過(guò)程的關(guān)鍵技術(shù)，但目前國(guó)內(nèi)隔膜行業(yè)熱處理過(guò)程中拉伸與前期定型的輥筒數(shù)量較多，體積較大，占用場(chǎng)地等問(wèn)題，且考慮到投入成本等因素，國(guó)內(nèi)廠(chǎng)家基本沒(méi)有足夠的輥筒進(jìn)行產(chǎn)品老化與后期定型處理，因此對(duì)于隔膜的熱處理技術(shù)顯得極為關(guān)鍵和重要，開(kāi)發(fā)的一套在線(xiàn)控制系統(tǒng)的烘箱設(shè)備成為行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)，將帶來(lái)諸多經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

1 方案設(shè)計(jì)

當(dāng)今的鋰電池具有充電速度快，體積小，容量大等特性，相對(duì)而言其制造工藝非常復(fù)雜，許多工藝制成都采用傳統(tǒng)國(guó)外技術(shù)，本次采用底層PLC+在線(xiàn)監(jiān)控軟件+云端在線(xiàn)分析的控制方案為其電池制成烘箱提供了成套的完整技術(shù)方案，達(dá)到甚至超過(guò)國(guó)外一體式控制方案水平，并在許多方面經(jīng)技術(shù)研發(fā)人員的長(zhǎng)期研究與開(kāi)發(fā)更有勝于國(guó)外水平；其主導(dǎo)體現(xiàn)于控溫上的優(yōu)勢(shì)，設(shè)備正常狀態(tài)下升溫速度非常之快，在3～5分鐘之內(nèi)能從常溫升到100℃以上，控溫能達(dá)到正負(fù)2℃，之前由某知名廠(chǎng)家提供溫度控制解決方案，采用截流方式，其控溫能達(dá)到正負(fù)5℃，加溫時(shí)間延時(shí)至半小時(shí)以上（由常溫加至100℃）。

2 主要特點(diǎn)

（1）利用最小的空間布置，能夠最大化處理拉伸設(shè)備出口隔膜定型時(shí)間短問(wèn)題。

（2）烘箱設(shè)備采用在線(xiàn)處理方式和設(shè)備開(kāi)動(dòng)同步進(jìn)行。大大提高了生產(chǎn)效率和優(yōu)良率。

（3）烘箱內(nèi)循環(huán)設(shè)計(jì)，合理的風(fēng)道布局保證烘箱溫度一致性，產(chǎn)品性能一致性。

（4）采用主動(dòng)輥和被動(dòng)輥筒相結(jié)合的布局方式，減少設(shè)備開(kāi)發(fā)投入，同時(shí)能夠保證隔膜在烘箱中的張力隔斷。

3 控制過(guò)程

本項(xiàng)目是針對(duì)現(xiàn)使用隔膜拉伸設(shè)備后端熱定型處理時(shí)間不夠，產(chǎn)線(xiàn)生產(chǎn)速度不能提升的問(wèn)題進(jìn)行一項(xiàng)改善措施。

（1）針對(duì)處理長(zhǎng)度不夠，產(chǎn)用了烘箱上下導(dǎo)輥布置，加長(zhǎng)了處理長(zhǎng)度。

（2）針對(duì)烘箱內(nèi)部張力控制，采用了主動(dòng)輥和被動(dòng)輥筒結(jié)合及能進(jìn)行烘箱內(nèi)部的張力控制，同時(shí)能夠進(jìn)行速比設(shè)置。

（3）烘箱出口均采用閉環(huán)張力控制系統(tǒng)，可以有效進(jìn)行精準(zhǔn)張力控制。

（4）烘箱溫度檢測(cè)采用雙溫度探頭，一個(gè)控制，一個(gè)監(jiān)控，能夠保證烘箱溫度準(zhǔn)確性。

4 應(yīng)用成效

采用本套在線(xiàn)處理烘箱，通過(guò)3個(gè)月的時(shí)間，收集的相關(guān)使用相關(guān)產(chǎn)品信息統(tǒng)計(jì)如下：

（1）產(chǎn)品垂邊不良減少80%。

（2）產(chǎn)品的透氣一致性標(biāo)準(zhǔn)提高20%以上。

（3）產(chǎn)品分層破膜減少50%。

（4）產(chǎn)線(xiàn)生產(chǎn)速度由5米/分，增加到7米/分，提高了40%。

（5）直接產(chǎn)品良率提升10%，每個(gè)月單機(jī)增加產(chǎn)品價(jià)值100萬(wàn)。