Máquina de selagem a vácuo secundária vertical para desgaseificação e selagem final de célula tipo bolsa

Máquina de selagem a vácuo secundária vertical para desgaseificação e selagem final de células tipo bolsa | TOB-LFVHS-200

Visão geral do produto e aplicações ideais

A TOB-LFVHS-200 é uma máquina de selagem a vácuo secundária vertical para células de íon-lítio tipo bolsa. Ela realiza o processo de selagem final a vácuo secundário - comumente conhecido como desgaseificação e selagem final - no qual uma célula tipo bolsa que completou a formação é colocada verticalmente, perfurada para liberar o gás gerado dentro da célula e selada a quente sob vácuo para fechar a bolsa. O processo remove o gás interno produzido durante a formação e sela novamente a célula, completando o invólucro que protege a célula pelo restante de sua vida útil.

A máquina é construída em torno de uma câmara de vácuo que mantém a célula durante o ciclo de perfuração e selagem. A tampa da câmara é acionada por um cilindro e guiada por buchas de guia linear, de modo que fecha com movimento flexível e preciso e mantém o requisito de vedação da câmara. No interior, as cabeças de selagem esquerda e direita - feitas de cobre para transferência de calor eficiente e consumo de energia reduzido - são acionadas por cilindros guiados por duas buchas de guia linear, o que mantém o movimento das cabeças preciso e preserva o paralelismo da borda selada após a selagem. A pressão das cabeças de selagem esquerda e direita é ajustada independentemente através de válvulas reguladoras de pressão, permitindo que os parâmetros de selagem sejam ajustados para diferentes requisitos de processo.

Uma função de perfuração automática é integrada à máquina, de modo que a bolsa de gás da célula seja aberta dentro do mesmo ciclo que a operação de selagem. O nível de vácuo atinge ≤ -96 kPa (a bomba de vácuo é fornecida pelo comprador). A temperatura da cabeça de selagem é ajustável da temperatura ambiente até 250 °C com uma precisão de controle de temperatura de ± 1,5 °C, a pressão de selagem a quente é ajustável de 0 a 7 kg/cm² e o tempo de selagem a quente é ajustável de 0 a 99 segundos. A largura da borda de selagem é de 5 ± 0,4 mm (conforme os requisitos do cliente), o tamanho máximo da borda de selagem é de 200 mm e a máquina é compatível com células tipo bolsa de 60 a 300 µm na faixa de espessura de selagem, com a diferença na espessura de selagem entre quaisquer dois pontos mantida abaixo de 15 µm.

A TOB-LFVHS-200 é controlada por um sistema PLC. A câmara é feita de liga de alumínio para resistência à corrosão e rigidez estrutural, e a construção compacta e leve (95 kg) torna a máquina fácil de instalar e integrar em uma linha de produção ou linha piloto de células tipo bolsa existente. A máquina acomoda diferentes especificações de bateria, e a troca entre formatos é simples e conveniente de ajustar.

Ideal para:

• Fabricantes de células tipo bolsa que realizam a etapa de selagem final a vácuo secundária após a formação, em linhas de produção de células planas sem cilindros e linhas piloto.
• Laboratórios de P&D de baterias que desenvolvem projetos de células tipo bolsa, onde os parâmetros de desgaseificação e selagem final devem ser ajustados e verificados.
• Produtores de lotes pequenos e pilotos de células tipo bolsa para aplicações de consumo, energia ou especializadas que exigem uma estação de selagem autônoma e compacta.
• Qualquer operação de produção que precise liberar gás de formação de uma célula tipo bolsa e fechar a bolsa sob vácuo com temperatura, pressão e tempo controlados.

Precisa confirmar se a largura da borda de selagem, a faixa de espessura da célula e a área de selagem da TOB-LFVHS-200 correspondem ao formato da sua célula tipo bolsa? Entre em contato com nossos engenheiros de processo de células tipo bolsa com o desenho da sua célula.

Onde a selagem a vácuo secundária se encaixa na produção de células tipo bolsa

Na sequência de fabricação de células tipo bolsa, a etapa de selagem a vácuo secundária segue a formação. O caminho do processo é:

• Fabricação de eletrodos e empilhamento ou enrolamento, produzindo o conjunto de eletrodos.
• Formação da bolsa e inserção da pilha de eletrodos no bolso de filme laminado de alumínio.
• Selagem do lado superior, fechando a bolsa ao redor das abas.
• Preenchimento de eletrólito e pré-selagem.
• Formação, durante a qual os primeiros ciclos de carga-descarga formam a camada SEI e geram gás dentro da bolsa.
• Selagem a vácuo secundária: a célula é colocada verticalmente, a bolsa de gás é perfurada sob vácuo para liberar o gás de formação e a bolsa é selada a quente - a etapa realizada pela TOB-LFVHS-200.
• Acabamento final, dobragem e modelagem, classificação e teste da célula acabada.

A importância desta etapa reside no que o gás faz à célula. O gás gerado durante a formação acumula-se no espaço livre da bolsa. Se não for removido, o gás reduz o contato entre a pilha de eletrodos e o eletrólito, cria regiões secas locais, aumenta a resistência interna e faz com que a bolsa inche - tudo isso degrada a capacidade e a vida útil do ciclo. A operação de perfuração cria uma abertura controlada através da qual o gás escapa quando a câmara é esvaziada, e a operação de selagem a quente fecha a bolsa antes que a célula saia da câmara. Como a selagem é realizada sob vácuo, a vedação final é formada sem gás aprisionado na borda selada.

A TOB-LFVHS-200 executa as funções de perfuração e selagem em uma única máquina, de modo que a célula permanece posicionada na câmara durante todo o ciclo. Isso reduz o manuseio entre duas operações separadas e mantém a posição da célula estável entre os pontos de perfuração e selagem.

Como a TOB-LFVHS-200 opera

A sequência operacional da TOB-LFVHS-200 é organizada em torno da colocação vertical da célula tipo bolsa:

• Colocação da célula: A célula tipo bolsa é colocada na máquina na orientação vertical, posicionada com a bolsa de gás e a borda de selagem alinhadas às zonas de perfuração e selagem.
• Fechamento da câmara:A tampa da câmara, acionada por um cilindro e guiada por buchas de guia linear, fecha sobre a célula. O movimento guiado mantém a tampa precisa e mantém o requisito de vedação da câmara.
• Vácuo:A câmara é esvaziada para ≤ -96 kPa. A bomba de vácuo é fornecida pelo comprador.
• Perfuração:A função de perfuração automática abre a bolsa de gás da célula, de modo que o gás gerado durante a formação seja liberado da célula sob a condição de vácuo.
• Selagem a quente:As cabeças de selagem de cobre esquerda e direita fecham sobre a borda de selagem. A temperatura da cabeça (temperatura ambiente a 250 °C, ajustável), a pressão de selagem (0 a 7 kg/cm², ajustável por lado através das válvulas reguladoras de pressão) e o tempo de selagem (0 a 99 s, ajustável) são definidos de acordo com o filme da bolsa e os requisitos do processo. As cabeças acionadas por cilindro, guiadas por duas buchas de guia linear, preservam o paralelismo da borda selada.
• Conclusão do ciclo:Após o tempo de selagem decorrido, as cabeças liberam, a câmara abre e a célula selada é removida. A velocidade de trabalho atinge ≥ 180 vezes por hora, com um consumo de ar de aproximadamente 0,2 L de ar comprimido por ciclo de selagem.

O sistema de controle é um PLC, e os parâmetros de selagem são definidos para cada formato de célula. Como a largura da borda de selagem é produzida de acordo com os requisitos do cliente (5 ± 0,4 mm na especificação padrão) e a máquina acomoda células com um tamanho máximo de selagem de 200 mm, o ajuste entre diferentes formatos de bolsa é direto.

Principais características de engenharia da TOB-LFVHS-200

• Cabeças de selagem de cobre para transferência de calor eficiente- As cabeças de selagem são feitas de cobre, o que oferece alta condutividade térmica. O resultado é uma transferência de calor eficiente para a borda de selagem, menor consumo de energia e um tempo mais curto para atingir a temperatura de selagem - um design que melhora a eficiência de trabalho e reduz o consumo de energia em comparação com cabeças de selagem de materiais de menor condutividade.
• Regulação de Pressão Independente nas Cabeças Esquerda e Direita- A pressão das cabeças de selagem esquerda e direita é regulada através de válvulas reguladoras de pressão, para que cada lado possa ser ajustado de acordo com os requisitos do processo. Este ajuste independente suporta as diferentes condições de selagem que podem existir ao longo da borda de selagem de uma célula tipo bolsa (pouch cell).
• Cabeças Acionadas por Cilindro com Buchas de Guia Linear Duplas- Ambas as cabeças de selagem são acionadas por cilindros e guiadas por duas buchas de guia linear. O movimento guiado é flexível e preciso, o que mantém o paralelismo da borda selada após a selagem - um requisito de qualidade fundamental para a selagem final, uma vez que uma borda irregular afeta tanto a resistência da selagem quanto a aparência da célula acabada.
• Função de Perfuração Automática- A máquina está equipada com uma função de perfuração automática, para que a bolsa de gás da célula seja aberta automaticamente como parte do ciclo de selagem. Ter a perfuração e a selagem integradas em uma única máquina reduz o manuseio da célula entre as duas operações.
• Tampa da Câmara Acionada por Cilindro com Movimento Guiado- A tampa da câmara é acionada por um cilindro e guiada por buchas de guia linear. O movimento guiado preciso preserva o requisito de vedação da câmara, que é a base para atingir e manter o nível de vácuo durante o ciclo.
• Compatibilidade com Diferentes Especificações de Células- O TOB-LFVHS-200 acomoda diferentes especificações de bateria, e o ajuste para um novo formato é simples e conveniente. Combinado com a temperatura, pressão e tempo de selagem ajustáveis, isso torna a máquina adequada para produção de múltiplos formatos e trabalhos de desenvolvimento.
• Sistema de Controle PLC- A máquina é controlada por um PLC, fornecendo o controle de sequência para as operações de câmara, vácuo, perfuração e selagem, além da configuração de parâmetros para o processo de selagem.
• Câmara de Liga de Alumínio e Construção Compacta- A câmara é feita de liga de alumínio, que é resistente à corrosão e confere rigidez à estrutura, protegendo os componentes internos do ambiente de processo. A máquina é compacta e de construção leve - um tamanho total de 600 mm (C) x 460 mm (L) x 600 mm (A) e um peso de 95 kg - para que possa ser instalada em um chão de fábrica ou em um laboratório sem impacto significativo no espaço físico. O TOB-LFVHS-200 é simples de operar e possui um design exterior limpo.

Principais Parâmetros Técnicos

Marcas dos principais componentes elétricos e padrão

Observação: Por motivos de prazo de entrega, o fornecedor tem o direito de selecionar componentes de outras marcas de grau equivalente de acordo com o fornecimento do mercado, sem aviso prévio ao cliente.

Recomendações de Operação Prática

• Bomba de vácuo: A máquina é especificada para um nível de vácuo de ≤ -96 kPa, e a bomba de vácuo é fornecida pelo comprador. Selecione uma bomba que possa atingir e manter este nível no volume da câmara e conecte-a à porta de vácuo da máquina.
• Fornecimento de ar comprimido:A máquina requer ar comprimido a 0,5 - 0,7 MPa. Mantenha o fornecimento limpo e seco, e verifique a pressão antes da produção, uma vez que a pressão da cabeça de selagem e o movimento da câmara são acionados por ar.
• Configuração dos parâmetros de selagem:Defina a temperatura da cabeça de selagem entre a temperatura ambiente e 250 °C e o tempo entre 0 - 99 s de acordo com a especificação do filme da bolsa. Use as válvulas reguladoras de pressão para definir a pressão das cabeças de selagem esquerda e direita para o requisito do processo.
• Controle da borda e espessura de selagem:Confirme se a largura da borda de selagem e a faixa de espessura de selagem (60 - 300 µm) correspondem ao filme da bolsa em uso. A selagem final deve ser verificada para que a diferença na espessura de selagem entre quaisquer dois pontos permaneça abaixo de 15 µm.
• Posicionamento da célula: Coloque a célula tipo bolsa verticalmente e alinhe a bolsa de gás e a borda de selagem com as zonas de perfuração e selagem, de modo que a perfuração libere o gás da bolsa e as cabeças de selagem fechem na posição correta da borda.
• Manutenção da cabeça de selagem: Mantenha as cabeças de selagem de cobre limpas e livres de resíduos do filme da bolsa. Inspecione as superfícies da cabeça periodicamente, uma vez que a contaminação na cabeça afeta tanto a transferência de calor quanto a planicidade da borda selada.
• Monitoramento do ciclo: A máquina funciona a ≥ 180 vezes por hora com aproximadamente 0,2 L de ar comprimido por ciclo de selagem. Monitore o fornecimento de ar e os parâmetros de selagem durante a produção para manter o ciclo consistente.

Perguntas Frequentes de Engenharia

P1: O que é selagem a vácuo secundária e por que é necessária para células tipo bolsa?

A selagem a vácuo secundária é a etapa do processo na qual uma célula tipo bolsa é perfurada para liberar o gás gerado durante a formação e, em seguida, selada a quente sob vácuo para fechar a bolsa. A formação gera gás dentro da célula; se esse gás não for removido, ele reduz o contato entre eletrodo e eletrólito, aumenta a resistência interna e faz com que a bolsa inche. A TOB-LFVHS-200 realiza as operações de perfuração e selagem final em uma única máquina, para que a célula permaneça na posição durante todo o ciclo.

P2: A máquina inclui a bomba de vácuo?

Não. A TOB-LFVHS-200 atinge um nível de vácuo de ≤ -96 kPa, e a bomba de vácuo é fornecida pelo comprador. A bomba deve ser capaz de atingir e manter este nível para o volume da câmara.

P3: Quais células tipo bolsa a TOB-LFVHS-200 pode processar?

A máquina lida com células tipo bolsa com uma faixa de espessura de selagem de 60 - 300 µm, uma largura de borda de selagem produzida conforme a exigência do cliente (5 ± 0,4 mm na especificação padrão) e um tamanho máximo de borda de selagem de 200 mm. O tamanho máximo da célula é conforme mostrado no desenho (1000 x 600). A máquina acomoda diferentes especificações de bateria, e a troca de formatos é um ajuste simples.

P4: Como a qualidade da selagem é controlada?

Três parâmetros são controlados em conjunto: temperatura da cabeça de selagem (temperatura ambiente a 250 °C, ajustável), pressão de selagem a quente (0 a 7 kg/cm², ajustável por lado) e tempo de selagem a quente (0 a 99 s, ajustável). A precisão do controle de temperatura é de ± 1,5 °C. As cabeças de selagem são feitas de cobre para transferência eficiente de calor e são guiadas por buchas de guia linear duplas para que a borda selada mantenha seu paralelismo. A selagem final é verificada em relação ao requisito de precisão da espessura de selagem - uma diferença de menos de 15 µm entre quaisquer dois pontos.

P5: O que a função de perfuração automática faz?

A função de perfuração abre a bolsa de gás da bolsa automaticamente durante o ciclo de selagem. Com a câmara evacuada, o gás escapa da célula e a bolsa é então selada a quente no mesmo ciclo. Integrar a perfuração e a selagem em uma máquina reduz o manuseio entre as duas operações e mantém a posição da célula estável.

Q6: Quais utilidades e condições de local a máquina requer?

A TOB-LFVHS-200 requer uma fonte de alimentação de 220 V / 50 Hz com uma potência de 0,6 kW, ar comprimido a 0,5 - 0,7 MPa e uma bomba de vácuo (fornecida pelo comprador) capaz de atingir ≤ -96 kPa. A máquina mede C600 mm x L460 mm x A600 mm e pesa 95 kg.

Pronto para concluir a etapa de desgaseificação e selagem final da sua linha de células tipo bolsa com uma máquina que combina perfuração, vácuo e selagem térmica em um único ciclo? Solicite uma cotação para a TOB-LFVHS-200 com as dimensões da sua célula tipo bolsa, largura da borda de selagem e especificação do filme da bolsa. Nossos engenheiros de processo de células tipo bolsa podem aconselhar sobre os parâmetros de selagem e sobre a adequação da máquina ao seu formato de célula.

tob.amy@tobmachine.com | +86 181 2071 5609

Você também pode precisar

▶ Máquina de Empilhamento de Eletrodos de Bateria Semiautomática para Células tipo Bolsa de Lítio - A máquina de empilhamento tipo Z para montagem de eletrodos de células tipo bolsa, produzindo a pilha de eletrodos plana e alinhada que entra na bolsa. Complementa a TOB-LFVHS-200 a montante na sequência de produção de células tipo bolsa.

▶ Máquina Tudo-em-Um de Enchimento de Eletrólito a Vácuo, Imersão e Pré-selagem - Uma máquina combinada de enchimento de eletrólito, imersão e pré-selagem para células tipo bolsa. Complementa a TOB-LFVHS-200 ao lidar com as etapas de enchimento e pré-selagem que precedem a formação e a selagem secundária.

▶ Máquina Tudo-em-Um de Câmara de Difusão a Vácuo e Enchimento de Eletrólito para Bateria de Íon-Lítio - Uma máquina de difusão a vácuo e enchimento de eletrólito para células de íon-lítio. Complementa a TOB-LFVHS-200 a montante, fornecendo as etapas de enchimento e difusão de eletrólito que preparam a célula para a formação e selagem final.