鋰電涂布機(jī)技術(shù)革新——伺服間歇閥的應(yīng)用

時(shí)間:2015-05-15 09:33來(lái)源:高工鋰電網(wǎng) 作者:崔鳳嬌
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從擠壓式涂布國(guó)產(chǎn)化開始至今，國(guó)內(nèi)擠壓式涂布機(jī)技術(shù)的發(fā)展可謂突飛猛進(jìn)，大有趕超日韓設(shè)備制造企業(yè)的勢(shì)頭。
 
　　伴隨著擠壓涂布機(jī)技術(shù)的發(fā)展，國(guó)內(nèi)擠壓涂布機(jī)的市場(chǎng)普及率也是步步攀升。從2015年上半年的涂布機(jī)采購(gòu)種類來(lái)看，擠壓式涂布機(jī)的市場(chǎng)占有率已達(dá)70%，特別是大中型鋰電池企業(yè)和新成立的動(dòng)力電池生產(chǎn)企業(yè)，幾乎全部采用擠壓式涂布機(jī)。
 
　　擠壓式涂布機(jī)的核心部件之一是間歇控制閥。擠壓式涂布機(jī)實(shí)現(xiàn)間歇涂布的功能，完全靠間歇閥的控制實(shí)現(xiàn)，而間歇涂布的尺寸精度、涂布厚度的縱向一致性控制，也都靠間歇閥的控制、調(diào)節(jié)精度來(lái)保證。
 
　　目前國(guó)內(nèi)外均采用氣動(dòng)控制閥，其成本低、維護(hù)及控制簡(jiǎn)單。但由于氣缸的速度精度低，易受到外部因素的干擾，比如氣壓的變化、密封圈摩擦力的變化均會(huì)影響間歇閥開閉的速度，從而導(dǎo)致間歇涂布的尺寸發(fā)生漂移(如圖表1)、涂布頭尾厚度偏差不穩(wěn)定。
 
　　圖表1  采用氣動(dòng)閥可能出現(xiàn)的尺寸漂移現(xiàn)象
 
　　另外，對(duì)于間歇涂布中經(jīng)常出現(xiàn)的頭部、尾部厚度與標(biāo)準(zhǔn)工藝值有偏差的情況(以頭部偏厚居多)，使用氣動(dòng)閥時(shí)，往往采用手動(dòng)調(diào)節(jié)氣缸的限流器開度，從而調(diào)節(jié)氣缸運(yùn)行速度來(lái)進(jìn)行修調(diào)。由于沒(méi)有量化的刻度和數(shù)值，完全靠現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員的經(jīng)驗(yàn)和目測(cè)，這就對(duì)設(shè)備操作、維護(hù)人員的操作能力和經(jīng)驗(yàn)要求比較高。隨著外部因素的影響，氣缸速度發(fā)生波動(dòng)時(shí)，還需重新進(jìn)行調(diào)整。
 
　　綜上所述，由于抗外部干擾能力差，導(dǎo)致氣動(dòng)間歇閥的穩(wěn)定性差、自動(dòng)化程度低，需要操作人員的時(shí)時(shí)干預(yù)調(diào)整，才能達(dá)到工藝要求的精度。針對(duì)上述情況，國(guó)產(chǎn)伺服間歇閥系列產(chǎn)品經(jīng)研發(fā)推出。所謂伺服間歇閥，即將原間歇閥的氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)方式改為伺服驅(qū)動(dòng)方式，目前已成功驗(yàn)證的產(chǎn)品包括：直線伺服間歇閥、伺服凸輪間歇閥和伺服齒輪齒條間歇閥三種，其中以直線伺服間歇閥的表現(xiàn)尤為優(yōu)異。
 
　　伺服電機(jī)的特性是速度精度高、穩(wěn)定性好，不受外部環(huán)境的影響；可控性強(qiáng)，可以實(shí)現(xiàn)參數(shù)化控制。這些特性正好克服了氣缸的缺點(diǎn)，使伺服間歇閥具備了以下優(yōu)點(diǎn)：
 
　　1.速度精度高，動(dòng)作穩(wěn)定好，從而使間歇涂布的尺寸精度大大提高，不會(huì)因?yàn)殚g歇閥的動(dòng)作速度不穩(wěn)而出現(xiàn)尺寸漂移的情況(如圖表2)。
 
　　圖表2 采用伺服間歇閥涂布的尺寸分布圖
 
　　2.可實(shí)現(xiàn)人機(jī)界面控制，調(diào)節(jié)參數(shù)化，提高了間歇閥的自動(dòng)化程度。針對(duì)間歇涂布頭尾厚度修調(diào)方法，直接在觸摸屏上修改伺服電機(jī)的運(yùn)行速度及動(dòng)作時(shí)序即可，參數(shù)可量化，因此可以形成作業(yè)參考文件，重復(fù)性和可操作性強(qiáng)，降低了對(duì)人為經(jīng)驗(yàn)的依賴性。
 
　　3.伺服電機(jī)與氣缸相比，使用壽命長(zhǎng)。雖然涂布工況環(huán)境不佳，伺服電機(jī)也至少可使用5年以上，但氣缸在頻繁、高壓運(yùn)動(dòng)的情況下，使用壽命不足1年。
 
　　由于伺服間歇閥相較于氣動(dòng)間歇閥優(yōu)勢(shì)明顯，對(duì)涂布產(chǎn)品精度有質(zhì)的提升，未來(lái)一定會(huì)在擠壓式涂布設(shè)備上大量應(yīng)用，是擠壓式涂布機(jī)核心技術(shù)的革新，將會(huì)給鋰離子電池涂布精度和涂布設(shè)備的自動(dòng)化、智能化帶來(lái)里程碑式的提升。
 
　　目前，在日韓等鋰電池設(shè)備強(qiáng)國(guó)尚未有伺服間歇閥的概念，國(guó)產(chǎn)伺服間歇閥的推出是國(guó)內(nèi)鋰電池涂布設(shè)備自主研發(fā)的重要體現(xiàn)，是超越日韓鋰電池涂布設(shè)備的技術(shù)亮點(diǎn)之一。
 
　　【汪正堂 深圳市浩能科技有限公司設(shè)計(jì)部經(jīng)理】
(責(zé)任編輯：王杰)
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