长电芯装配线痛点解决方案

摘要

利元亨在新能源动力电池领域实现了软包电池、方形电池从电芯到模组pack的整线交付，在CTP长电芯方面也有着完备的整线解决方案。

在政策导向和质量、成本双重倒逼作用下，新能源技术需要不断向“提质增效”演进。一种成本降低20%以上，体积能量密度提升30%以上，综合续航能力至少提升20%的无模组电池包出现了，学名CTP（Cell To Pack）。“刀片电池”是CTP产品的代表之一。产品革新是动力锂电池发展的第一驱动力，而智能制造水平则是锂电池企业最核心竞争力之一。

长电芯极片长度引发的“全工序”痛点，影响锂电池产品良率及产线效率！利元亨在新能源动力电池领域实现了软包电池、方形电池从电芯到模组pack的整线交付，在CTP长电芯方面也有着完备的整线解决方案。

长电芯装配线痛点解决方案

▲利元亨CTP长电芯装配线

1、长电芯极耳折弯工艺

因来料电芯连接片厚度大，连接片折弯需要比较大的压力，要用力位反馈全闭环控制技术，单次推动容易使极耳在这个过程中折断，利元亨创新采用两次成型折弯技术，循序渐进，在保证极耳不受损的情况下，高效完成极耳折弯工艺。

2、长电芯激光顶盖焊接技术

长电芯顶盖焊接与传统的电芯顶盖焊接不同，需旋转电芯配合焊接头的摆动轨迹完成焊接，焊缝狭窄，容易焊偏，焊接难度大。利元亨采用特有的紧固方式对产品进行完全紧固，避免转盘转动导致产品产生位移。并使用深度视觉检测技术，准确抓取电芯运动轨迹，焊接平台通过软件进行差补处理，同步配合焊接头的运动，对准狭窄焊缝，实现电芯顶盖的高速精准焊接。目前能够稳定的保持焊接优率。

▲激光焊接

3、全方位除尘，有效防止电芯短路

焊接和机构间的摩擦，让电芯生产过程中不可避免地会产生的粉尘，粉尘失控容易造成电芯短路起火，因此长电芯生产过程中有着严苛的车间洁净度要求，利元亨创新方案采用内外部除尘结合的方式：内部采用AAF空气过滤器配合除尘系统抽风换气，对内部游离粉尘进行清洁，确保设备洁净。外部严格控制粉尘的产生，避免使用有粉尘产生风险的机构与元器件，对产线各段设置粉尘监管点。并通过对关键因子的DOE设计，结合流体分析工具、3D增材制造等方法，得出最优的焊接口除尘方案，全方位无死角除尘。

▲除尘机构

4、关键包膜机构，精准包裹电芯

一直以来，因为长电芯的蓝膜拉扯容易变形、包膜容易形成气泡等原因，包膜机构成为长电芯组装线的一大难题。针对这个难题，利元亨技术团队做了如下尝试：取膜部分采用伺服+C5级直线模组驱动移位及备料循环等方式，最终攻克CTP长电芯的包膜难题。

▲电芯包膜

5、型贴胶极耳撕裂问题

针对极耳贴胶撕裂问题，利元亨备用了多种贴胶方式，Z形胶采用先贴底部连接片后贴隔膜的方式，L形胶采用先整形后匹配贴胶的方式，不同的产品结构采用相对应的贴胶方式，从根源上解决极耳贴胶撕裂。

长电芯PACK线痛点解决方案

▲利元亨CTP长电芯PACK装配线

1、兼容范围广

利元亨CTP长电芯pack组装线可兼容最大2500*1350，最小700*1200的包体，适应多种车型的电池包体，实现高兼容、高柔性生产。

2、整线全物流AGV对接

利元亨pack组装线可实现600kg的电芯全物流AGV周转，自动化程度高，克服因包体重量过大转运难的问题。

3、焊接良率高达

焊接是pack里的核心工艺，一个焊点不良往往会导致整个电池包报废。利元亨使用机器人带焊接头机构，多角度完成pack的双侧面加顶部焊接，并配合单独压力监控装置，实现高达99.9%的焊接良率。

4、连接片焊后, 基于3D视觉的高精度检测

连接片的焊接品质几乎决定着电池包整体的导通优良性，过大或过小的焊缝截面积都将使得电池包的电性能与标准值产生较大偏离， 因此连接片的焊后检测在pack组装中尤为重要。利元亨方案在连接片焊后，基于3D视觉的高精度检测，检测目标高，严格把控连接片焊后品质。

▲焊后检测

目前，利元亨CTP长电芯组装线和PACK线创新方案已在合作企业项目中得到充分验证，受到客户的一致好评。

责任编辑：lq