2017-06-20 16:23:11

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一、行業背景

摘要

本方案主要對動力鋰電行業產線機器人應用做介紹,從鋰電的整個產業鏈的工藝進行分解,最後對目前彙川的機器人的一個鋰電應用案例進詳細講解。

 



     


1.國內動力鋰電池行業概況

最近幾年,鋰離子電池市場規模增長的最大動力確定無疑將來自電動汽車市場。預計到2017年,動力鋰離子電池就將以2071萬kWh的需求量和22%的市場份額超越智能手機而成為鋰離子電池最大的細分市場;到2020年將以31.4%的市場份額超越整個消費類電子產品市場,屆時需求總量將超過6200萬kWh。










2.行業發展趨勢及痛點

(1)正極材料發展趨勢:

對於動力鋰電池,在乘用車方麵,國外以改性錳酸鋰和三元鋰電為主要材料。國內主要以磷酸鐵鋰為主要材料,不過因為磷酸鐵鋰能量密度低,現在的趨勢已經向三元鋰電轉變。

而在電動客車方麵:因為客車的體積大,通過多放置電池可以解決能量密度低的問題,而且客車每天裏程多,充電次相對數多,磷酸鐵鋰因其安全性和循環壽命將會是最合適的選擇。

(2) 負極材料發展趨勢

由於石墨的技術成熟、穩定性好、價格優勢明顯。人造石墨相比於天然石墨價格更貴,但是一致性更好,所以是動力鋰電池的首選負極材料。

(3) 電解質材料發展趨勢

電解液由電解質鋰鹽、高純度的有機溶劑和必要的添加劑等原料組成。電解質鋰鹽主要是六氟磷酸鋰,占電解液的成本40%。而整體電解液占鋰電池成本約10%左右。

(4) 隔膜材料發展趨勢

幹法工藝較為成熟,國產化率高,在目前動力鋰電池市場上占據主流地位。但是濕法工藝生產的隔膜性能要更好,並且隨著陶瓷塗覆技術的成熟,幹法工藝的主流地位將會受到挑戰。




二、關鍵設備工藝

1.動力鋰電池產業鏈全景




鋰電池結構一般是:正極材料+負極材料+電解質+隔膜+殼體組成;

鋰電池工作原理:

充電時:

正極的含鋰化合物有鋰離子脫出,鋰離子經過電解液運動到負極生成鋰原子;

負極的碳材料呈層狀結構,它有很多微孔,使得晶體狀鋰原子嵌入其中。

放電時:嵌在負極碳層中的鋰原子失電子後回到正極。










鋰電池化學反應方程式

                                       

2.主要製造設備和工藝流程

動力鋰電池的上下遊關係







鋰電池生產工藝流程







極耳預焊:在軟包電池進行製作中,需要使用超聲波焊接機對其極耳進行預焊,再將極耳引片和預焊後的極耳焊接在一起。預焊可以起到整形的作用,有利於蓋板極耳引片與極耳之間的焊接,同時在其焊接前後與流水線的銜接中,會涉及到使用SCARA機器人對其進行上下料的操作。




極耳頂蓋焊接:在經過前道極耳預焊的工藝後,分別將銅質扁平環與鋁製扁平環套設在鋰電池卷芯的負極耳與正極耳上,將套好銅質扁平環與鋁製扁平環的卷芯進行預壓,使銅質扁平環、鋁製扁平環 分別與所述卷芯連接穩固,將電池頂蓋上的負極引出線、正極引出線分別放在所述銅質扁平環、鋁製扁平 環的中心位置,最後對銅質扁平環與鋁製扁平環的中心位置進行焊接,使壓有銅質扁平 環與鋁製扁平環的的極耳與電池頂蓋引出線焊接在一起。

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http://www.autooo.net/papers/paper/2017-06-20/172348.html