Manuelle Folienwickelmaschine für prismatische Zellen | TOB-MBFW-300

TOB-MBFW-300 Manuelle Folienwickelmaschine für prismatische Lithium-Ionen-Zellen mit Aluminiumgehäuse

Produktübersicht und ideale Anwendungen

Die TOB-MBFW-300 ist eine manuelle Folienwickelarbeitsstation, die speziell zum Aufbringen einer schützenden blauen Isolierfolie auf prismatische Lithium-Ionen-Zellen mit Aluminiumgehäuse nach dem Formierungsprozess entwickelt wurde. Der Wickelvorgang bietet elektrische Isolierung, mechanischen Schutz und ein sauberes, gleichmäßiges Erscheinungsbild des Zellgehäuses, bevor die Zelle zu einem Modul oder Pack montiert wird.

Die Arbeitsstation ist als eigenständige Tischanlage ausgelegt (ungefähr L 1050 mm × B 500 mm × H 450 mm, die genauen Abmessungen werden durch die endgültige Konstruktionszeichnung bestätigt), die alle erforderlichen Baugruppen für den Wickelprozess integriert: eine Folienabwickeleinheit mit einer Stützrolle und Halterung für die blaue Folienrolle, Führungsrollen zur Aufrechterhaltung eines flachen, faltenfreien Folienlaufs, ein Klebstoffauftragsmodul, ein Folienschneidemodul sowie eine Zellplatzierungsplattform mit Kanten-Ausrichtungsfunktionen. Der Bediener legt eine formierte Zelle auf die Plattform, zieht die blaue Folie von der Abwickelrolle über die Zelloberfläche, bringt die Folie mit einer Glättrolle auf und schneidet die Folie auf Länge. Der gesamte Prozess wird manuell durchgeführt, wodurch der Bediener vollständige taktile Kontrolle über die Wickelqualität erhält, während die Vorrichtungen der Arbeitsstation eine wiederholbare Ausrichtung und Spannung sicherstellen.

Die blaue Folie kann mit oder ohne Trennfolie geliefert werden. Die Folienrolle hat einen Kerndurchmesser von ≤ 77,2 mm und einen maximalen Außendurchmesser von 400 mm, wobei das Rollengewicht 50 kg nicht überschreitet. Die Folienabwickeleinheit ist so ausgelegt, dass die Rolle beim Ziehen nicht wackelt, die Folie bei geradem Zug nicht schräg läuft (ausgenommen Fehlausrichtung durch den Bediener) und die Drehung ohne Blockieren gleichmäßig erfolgt. Nach dem Wickeln befindet sich die Folienüberlappung auf der Unterseite der Zelle, die Überlappungsbreite beträgt nicht mehr als 2 mm und der Kantenauftrieb ist kleiner als 0,5 mm. Die Glättrolle besitzt eine geeignete Härte für die Folienanwendung, ist beständig gegen Klebstoffablagerungen und für eine Lebensdauer von mindestens drei Monaten bei normalem Produktionseinsatz ausgelegt.

Ideal für:

1. Prismatische Lithium-Ionen-Zellproduktionslinien mit Aluminiumgehäuse, bei denen der Wickelschritt nach der Formation und Kapazitätsklassifizierung unmittelbar vor der Zellprüfung und Modulmontage durchgeführt wird.
2. Pilotlinien und Kleinserienproduktionsanlagen, die eine flexible, manuell betriebene Wickelstation benötigen, die schnell zwischen Zellmodellen umgerüstet werden kann.
3. Qualitätsorientierte Hersteller, die eine präzise Kontrolle der Folienüberlappung und Kantenqualität benötigen – Parameter, die direkt die elektrische Isolationsintegrität der Zelle und deren Einpassung in Modulrahmen beeinflussen.

Einordnung des manuellen Folienwickelprozesses in die Produktion prismatischer Zellen

Im Herstellungsablauf einer prismatischen Lithium-Ionen-Zelle mit Aluminiumgehäuse befindet sich der Folienwickelschritt nach Abschluss der Formierung und Kapazitätsklassifizierung und vor der Übergabe der Zelle an die Modullieferlinie oder dem Versand als Fertigprodukt. Die Reihenfolge ist typischerweise:

• Zellmontage – Elektrodenstapeln oder Wickeln, Laserschweißen, Einsetzen in das Aluminiumgehäuse, Elektrolytfüllung und vorläufige Versiegelung.
• Formation und Klassifizierung – Erste Lade- und Entladezyklen (durchgeführt auf einem Formierungssystem wie dem TOB-EF256-6G für Pouch-Zellen oder einem Äquivalent für prismatische Zellen), während derer die SEI gebildet und die Kapazität der Zelle gemessen und sortiert wird.
• Entgasung und endgültige Versiegelung – Entfernung der Formierungsgase und hermetischer Verschluss der Zelle.
• Folienwicklung (Aufgabe der TOB-MBFW-300) – Aufbringen der blauen Isolierfolie auf die Außenflächen des Aluminiumgehäuses.
• Endprüfung und Versand – Sichtprüfung, OCV-Prüfung und Verpackung.

Die blaue Folie dient sowohl als elektrische Isolierung als auch als Erkennungsmerkmal. Sie verhindert, dass das Aluminiumgehäuse einen unbeabsichtigten leitfähigen Pfad erzeugt, wenn es mit dem Gehäuse einer anderen Zelle oder einer Metallvorrichtung im Modul in Kontakt kommt. Die Folienüberlappung auf der Unterseite stellt sicher, dass die Umwicklung sicher ist, während die enge Spezifikation für den Kantenauftrieb (

Da die Wicklung auf der TOB-MBFW-300 manuell durchgeführt wird, kann der Bediener jede Zelle während des Wickelprozesses visuell prüfen und sofort Oberflächenunregelmäßigkeiten oder Verunreinigungen erkennen, die in einem vorgelagerten Schritt entstanden sein könnten. Dieses Element der menschlichen Qualitätskontrolle ist einer der Gründe, warum manuelle Wickelstationen weiterhin eingesetzt werden, selbst in Anlagen, die die meisten anderen Produktionsschritte automatisiert haben.

Komponenten und Betrieb der Arbeitsstation

Die manuelle Folienwickelmaschine TOB-MBFW-300 umfasst die folgenden Funktionsmodule:

Der Arbeitsablauf des Bedieners an der TOB-MBFW-300 ist:

1. Zelle laden:Eine formierte, klassifizierte prismatische Zelle auf die Zellplatzierungsplattform legen und an den Kantenführungen ausrichten.
2. Folie ziehen:Das freie Ende der blauen Folie greifen und sie von der Abwickelrolle über die Zelloberfläche ziehen. Die Führungsrollenbaugruppe hält die Folie flach und zentriert.
3. Folie glätten:Verwenden Sie die Glättwalze, um die Folie auf die Zelloberflächen zu pressen. Die Walze ist mit einer geeigneten Härte ausgelegt, um gleichmäßigen Druck auszuüben, ohne die Zelle zu beschädigen, und ihre Oberfläche ist beständig gegen Klebstoffablagerungen, sodass sie reibungslos über die Folie gleiten kann, ohne festzukleben.
4. Folie schneiden: Betätigen Sie das Folienschneidemodul, um die Folie an der erforderlichen Länge auf der Unterseite der Zelle zu trennen. Die Überlappung befindet sich konstruktionsbedingt auf der Unterseite; die angegebene Überlappungsbreite beträgt ≤ 2 mm, und der Kantenhub nach der Anwendung beträgt
5. Prüfen und entladen: Prüfen Sie die umwickelte Zelle visuell auf Kantenqualität, Falten und Fremdeinschlüsse und entfernen Sie sie anschließend von der Plattform.

Die Glättwalze ist ein Verschleißteil; der Hersteller gibt bei normalem Produktionseinsatz eine Mindestlebensdauer von drei Monaten an. Material und Oberflächenbehandlung sind so ausgewählt, dass sie einer Verschlechterung durch die bei blauen Isolierfolien verwendeten Klebstoffe widerstehen.

Kompatibilität mit Anforderungen an Kupfer- und Zinkfreiheit:

Produktionsumgebungen für Batterien erfordern häufig, dass alle Komponenten, die mit der Zelle in Kontakt kommen können, frei von Kupfer und verzinkten Materialien sind, um das Risiko einer metallischen Verunreinigung zu vermeiden, die sich im Elektrolyten lösen und sich auf der Anode abscheiden könnte. Alle Teile des TOB-MBFW-300, die mit der Zelle in Kontakt kommen könnten, werden ohne Kupfermaterialien und ohne verzinkte Oberflächenbeschichtungen (Galvanisierung) hergestellt.

Wichtige Leistungs- und Qualitätsspezifikationen

Die folgenden Spezifikationen definieren die erwarteten Fähigkeiten und die Ausgabequalität des TOB-MBFW-300 in einer Produktionsumgebung.

Wickelparameter

Wichtige technische Parameter

Anforderungen an die Gerätefähigkeit und Sonstiges

Zellenkompatibilität

Hinweis: Der gelieferte TOB-MBFW-300 ist für die Produktion von Zellen der Blaupause 1 konfiguriert. Alle für Blaupause 1 erforderlichen Werkzeuge sind in der Lieferung enthalten. Die Umstellung auf andere Zellmodelle innerhalb des kompatiblen Bereichs kann mit den nachfolgend beschriebenen Verfahren durchgeführt werden.

Umstellung und Flexibilität

Der TOB-MBFW-300 unterstützt eine schnelle Umstellung zwischen verschiedenen Zellmodellen innerhalb des kompatiblen Abmessungsbereichs.

• Erstmalige Umstellung auf ein neues Zellmodell: Erfordert einen Bediener; Umstellungszeit ≤ 0,3 Stunden (18 Minuten).
• Wiederholte Umstellung auf ein bereits verarbeitetes Zellmodell: Erfordert einen Bediener; Umstellungszeit ≤ 0,15 Stunden (9 Minuten).
• Kosten: Jede Umstellung verursacht nur die Hardwarekosten für eventuell erforderliche Ersatzwerkzeuge sowie die Arbeitskosten für die Bedienerzeit.

Diese Umstellungszeiten ermöglichen es einer einzelnen TOB-MBFW-300, eine Pilotlinie oder eine Kleinserienproduktionsanlage zu bedienen, die innerhalb einer einzigen Schicht mehrere Zellformate verarbeitet.

Liste der Anlagenkonfiguration

Ersatzteile

Hinweis: Alle Komponentenmodelle und Mengen in dieser Tabelle sollten gemäß der Vereinbarung während der Geräteabnahme vollständig bereitgestellt werden

Praktische Empfehlungen für Betrieb und Wartung

• Einlegen der Folienrolle: Stellen Sie sicher, dass die blaue Folienrolle konzentrisch auf der Abwickelwalze sitzt und dass der innere Durchmesser des Kerns (≤ 77,2 mm) mit dem Walzendurchmesser übereinstimmt. Eine falsch eingesetzte Rolle wird taumeln und dazu führen, dass die Folie schräg läuft, was zu schrägen Überlappungen und übermäßigem Anheben der Kanten führt.
• Inspektion der Glättwalze: Die Glättwalze ist das wichtigste Verschleißteil. Prüfen Sie sie täglich auf Klebstoffablagerungen, Oberflächenkratzer oder Verhärtungen. Reinigen Sie die Walzenoberfläche mit einem geeigneten Lösungsmittel (wie vom Folienhersteller empfohlen) und einem fusselfreien Tuch. Ersetzen Sie die Walze, wenn die Oberfläche Vertiefungen aufweist oder sich die Härte merklich verändert, da dies die Folienhaftung und Kantenqualität beeinträchtigt.
• Wartung des Schneidemoduls:Die Klinge im Folienschneidemodul sollte wöchentlich auf Schärfe geprüft werden. Eine stumpfe Klinge reißt die Folie, anstatt sie sauber zu schneiden, wodurch eine ausgefranste Kante entsteht, die sich wahrscheinlich anhebt. Ersetzen Sie die Klinge gemäß dem durch Ihr Produktionsvolumen festgelegten Zeitplan.
• Plattform zur Zellplatzierung: Halten Sie die Plattform sauber und frei von Klebstoffrückständen. Jegliche Verschmutzung auf der Plattform kann auf die Zelloberfläche oder die Folie übertragen werden und einen sichtbaren Defekt verursachen. Das Plattformmaterial ist isolierend und korrosionsbeständig, daher ist eine Reinigung mit Isopropylalkohol in der Regel ausreichend.
• Kupfer- und zinkfreie Konformität: Alle Ersatzteile und Werkzeuge, die mit der Zelle in Kontakt kommen können, müssen die Anforderungen an Kupferfreiheit und Zinkfreiheit erfüllen. Geben Sie dies bei der Bestellung von Ersatzteilen gegenüber TOB oder Ihrer Maschinenwerkstatt an.

Bereit, eine flexible, ergonomische manuelle Folienwickelstation in Ihre Produktionslinie für prismatische Zellen zu integrieren? Fordern Sie ein Angebot für den TOB-MBFW-300 an, konfiguriert mit Werkzeugen für Ihre spezifischen Zellabmessungen. Für Umrüstwerkzeuge für zusätzliche Zellmodelle wenden Sie sich an unsere Ingenieure für Produktionswerkzeuge.

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

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