Verticale secundaire vacuümsealmachine voor het ontgassen en definitief sealen van pouch-cellen

Verticale secundaire vacuümsealmachine voor pouch cell-ontgassing en eindsealing | TOB-LFVHS-200

Productoverzicht en ideale toepassingen

De TOB-LFVHS-200 is een verticale secundaire vacuümsealmachine voor pouch lithium-ion-cellen. Het voert het secundaire vacuümeindsealproces uit – beter bekend als ontgassing en eindsealing – waarbij een pouch cell die de formatie heeft voltooid, verticaal wordt geplaatst, wordt doorboord om het in de cel gegenereerde gas te laten ontsnappen, en onder vacuüm heat-sealed wordt om de pouch te sluiten. Het proces verwijdert het interne gas dat tijdens de formatie is geproduceerd en resealt de cel, waardoor de behuizing wordt voltooid die de cel voor de rest van zijn levensduur beschermt.

De machine is gebouwd rond een vacuümkamer die de cel vasthoudt tijdens de doorboor- en sealcyclus. De kamerdeksel wordt aangedreven door een cilinder en geleid door lineaire geleidingsbussen, zodat deze sluit met een flexibele, nauwkeurige beweging en voldoet aan de sealeis van de kamer. Binnenin worden de linker- en rechtersealkoppen – gemaakt van koper voor een efficiënte warmteoverdracht en een lager stroomverbruik – aangedreven door cilinders die worden geleid door twee lineaire geleidingsbussen, wat de beweging van de koppen nauwkeurig houdt en de parallelliteit van de gesealde rand na het sealen behoudt. De druk van de linker- en rechtersealkoppen wordt onafhankelijk ingesteld via drukregelventielen, waardoor de sealparameters kunnen worden afgestemd op verschillende procesvereisten.

In de machine is een automatische doorboorfunctie geïntegreerd, zodat de gaszak van de pouch binnen dezelfde cyclus wordt geopend als de sealbewerking. Het vacuumniveau bereikt ≤ -96 kPa (de vacuümpomp wordt door de koper geleverd). De temperatuur van de sealkop is instelbaar van kamertemperatuur tot 250 °C met een temperatuurregelingsnauwkeurigheid van ± 1,5 °C, de heat-sealdruk is instelbaar van 0 tot 7 kg/cm² en de heat-sealtijd is instelbaar van 0 tot 99 seconden. De sealdikte-breedte is 5 ± 0,4 mm (volgens klantspecificaties), de maximale sealdag-grootte is 200 mm en de machine is compatibel met pouch cells van 60 tot 300 µm in sealdiktebereik, waarbij het verschil in sealdikte tussen twee willekeurige punten onder de 15 µm wordt gehouden.

De TOB-LFVHS-200 wordt bestuurd door een PLC-systeem. De kamer is gemaakt van een aluminiumlegering voor corrosiebestendigheid en structurele stijfheid, en de compacte, lichtgewicht constructie (95 kg) maakt de machine eenvoudig te installeren en te integreren in een bestaande pouch cell-productie- of pilotlijn. De machine is geschikt voor verschillende batterijspecificaties en het wisselen tussen formaten is eenvoudig en handig aan te passen.

Ideaal voor:

• Fabrikanten van pouch cells die de secundaire vacuümeindstap uitvoeren na formatie, op productielijnen en pilotlijnen voor vlakke cellen zonder cilinders.
• Batterij-R&D-laboratoria die ontwerpen voor pouch cells ontwikkelen, waar de parameters voor ontgassing en eindsealing moeten worden afgestemd en geverifieerd.
• Pilot- en kleinschalige producenten van pouch cells voor consumenten-, vermogens- of gespecialiseerde toepassingen die een compact, vrijstaand sealstation nodig hebben.
• Elke productie-activiteit die formatiegas uit een pouch cell moet laten ontsnappen en de pouch onder vacuüm moet sluiten met gecontroleerde temperatuur, druk en tijd.

Moet u controleren of de sealrandbreedte, het celdiktebereik en het sealoppervlak van de TOB-LFVHS-200 overeenkomen met uw pouch cell-formaat? Neem contact op met onze pouch cell-procesingenieurs met uw celtekening.

Waar secundaire vacuümsealing past in de productie van pouch cells

In de fabricagevolgorde van pouch cells volgt de secundaire vacuümsealstap op de formatie. Het procesverloop is:

• Elektrodefabricage en stapelen of wikkelen, waarbij het elektrodesamenstel wordt geproduceerd.
• Pouch-vorming en inbrengen van de elektrodestapel in de ruimte van de aluminium-gelamineerde folie.
• Bovenzijde-sealing, waarbij de pouch rond de tabs wordt gesloten.
• Elektrolytvulling en pre-sealing.
• Formatie, waarbij de eerste laad-ontlaadcycli de SEI-laag vormen en gas genereren binnenin de pouch.
• Secundaire vacuümsealing: de cel wordt verticaal geplaatst, de gaszak wordt onder vacuüm doorboord om het formatiegas te laten ontsnappen en de pouch wordt heat-sealed – de stap die wordt uitgevoerd door de TOB-LFVHS-200.
• Definitief bijsnijden, vouwen en vormgeven, graden en testen van de voltooide cel.

Het belang van deze stap ligt in wat het gas met de cel doet. Gas dat tijdens de formatie wordt gegenereerd, verzamelt zich in de kopruimte van de pouch. Als het niet wordt verwijderd, vermindert het gas het contact tussen de elektrodestapel en het elektrolyt, veroorzaakt het lokale droge gebieden, verhoogt het de interne weerstand en zorgt het ervoor dat de pouch opzwelt – wat allemaal de capaciteit en cycluslevensduur verslechtert. De doorboorwerking creëert een gecontroleerde opening waarlangs het gas ontsnapt wanneer de kamer wordt geëvacueerd, en de heat-sealbewerking sluit de pouch voordat de cel de kamer verlaat. Omdat het sealen onder vacuüm wordt uitgevoerd, wordt de voltooide seal gevormd zonder ingesloten gas bij de gesealde rand.

De TOB-LFVHS-200 voert de doorboor- en sealfuncties uit op één machine, zodat de cel gedurende de gehele cyclus in de kamer gepositioneerd blijft. Dit vermindert de handelingen tussen twee afzonderlijke bewerkingen en houdt de positie van de cel stabiel tussen doorboor- en sealpunten.

Hoe de TOB-LFVHS-200 werkt

De werkingsvolgorde van de TOB-LFVHS-200 is georganiseerd rond de verticale plaatsing van de pouch cell:

• Celplaatsing: De pouch cell wordt in verticale oriëntatie in de machine geplaatst, gepositioneerd met de gaszak en de sealrand uitgelijnd met de doorboor- en sealzones.
• Kamersluiting: De kamerdeksel, aangedreven door een cilinder en geleid door lineaire geleidingsbussen, sluit over de cel. De geleide beweging houdt de deksel nauwkeurig en behoudt de sealeis van de kamer.
• Vacuüm: De kamer wordt geëvacueerd tot ≤ -96 kPa. De vacuümpomp wordt door de koper geleverd.
• Doorboren: De automatische doorboorfunctie opent de gaszak van de pouch, zodat het tijdens de formatie gegenereerde gas onder vacuümomstandigheden uit de cel wordt vrijgegeven.
• Heat-sealing: De linker- en rechterkoperen sealkoppen sluiten zich op de sealrand. De koptemperatuur (kamertemperatuur tot 250 °C, instelbaar), de sealdruk (0 tot 7 kg/cm², instelbaar per zijde via de drukregelventielen) en de sealtijd (0 tot 99 s, instelbaar) worden ingesteld op basis van de pouch-folie en procesvereisten. De door cilinders aangedreven koppen, geleid door twee lineaire geleidingsbussen, behouden de parallelliteit van de gesealde rand.
• Cyclusvoltooiing: Nadat de sealtijd is verstreken, laten de koppen los, opent de kamer en wordt de gesealde cel verwijderd. De werksnelheid bereikt ≥ 180 keer per uur, met een luchtverbruik van ongeveer 0,2 L perslucht per sealcyclus.

Het besturingssysteem is een PLC en de sealparameters worden ingesteld voor elk celformaat. Omdat de sealrandbreedte volgens klantspecificaties wordt geproduceerd (5 ± 0,4 mm in de standaardspecificatie) en de machine geschikt is voor cellen met een maximale sealgrootte van 200 mm, is aanpassing tussen verschillende pouch-formaten eenvoudig.

Belangrijkste technische kenmerken van de TOB-LFVHS-200

• Koperen sealkoppen voor efficiënte warmteoverdracht - De sealingskoppen zijn gemaakt van koper, wat een hoge thermische geleidbaarheid biedt. Het resultaat is een efficiënte warmteoverdracht naar de sealrand, een lager stroomverbruik en een kortere tijd om de sealingtemperatuur te bereiken - een ontwerp dat de werkefficiëntie verbetert en het energieverbruik verlaagt in vergelijking met sealingskoppen van materialen met een lagere geleidbaarheid.
• Onafhankelijke drukregeling op linker- en rechterkoppen- De druk van de linker- en rechtersealingskoppen wordt geregeld via drukregelventielen, zodat elke kant kan worden ingesteld op de procesvereisten. Deze onafhankelijke afstelling ondersteunt de verschillende sealingcondities die kunnen voorkomen langs de sealrand van een pouch-cel.
• Cilinder-aangedreven koppen met dubbele lineaire geleidingsbussen- Beide sealingskoppen worden aangedreven door cilinders en geleid door twee lineaire geleidingsbussen. De geleide beweging is flexibel en nauwkeurig, wat de parallelliteit van de gesealde rand na het sealen behoudt - een belangrijke kwaliteitseis voor de uiteindelijke seal, aangezien een ongelijkmatige rand zowel de sealsterkte als het uiterlijk van de afgewerkte cel beïnvloedt.
• Automatische doorboorfunctie- De machine is uitgerust met een automatische doorboorfunctie, zodat de gaszak van de pouch automatisch wordt geopend als onderdeel van de sealingcyclus. Het integreren van doorboren en sealen op één machine vermindert het hanteren van de cel tussen twee bewerkingen.
• Cilinder-aangedreven kamerdeksel met geleide beweging- Het kamerdeksel wordt aangedreven door een cilinder en geleid door lineaire geleidingsbussen. De nauwkeurige geleide beweging behoudt de sealingvereiste van de kamer, wat de basis vormt voor het bereiken en vasthouden van het vacuümniveau tijdens de cyclus.
• Compatibiliteit met verschillende celspecificaties- De TOB-LFVHS-200 is geschikt voor verschillende batterijspecificaties en de aanpassing voor een nieuw formaat is eenvoudig en handig. Gecombineerd met de instelbare sealingtemperatuur, druk en tijd, maakt dit de machine geschikt voor productie van meerdere formaten en ontwikkelingswerk.
• PLC-besturingssysteem- De machine wordt bestuurd door een PLC, die de sequentiebesturing biedt voor de kamer-, vacuüm-, doorboor- en sealingbewerkingen, evenals de parameterinstelling voor het sealingproces.
• Kamer van aluminiumlegering en compacte constructie- De kamer is gemaakt van een aluminiumlegering, die corrosiebestendig is en de structuur stijfheid geeft, waardoor de interne componenten worden beschermd tegen de procesomgeving. De machine is compact en licht van constructie - een totale afmeting van L600 mm x B460 mm x H600 mm en een gewicht van 95 kg - zodat deze op een productievloer of in een laboratorium kan worden geïnstalleerd zonder aanzienlijke impact op de vloerruimte. De TOB-LFVHS-200 is eenvoudig te bedienen en heeft een strak uiterlijk.

Belangrijkste technische parameters

Merken van belangrijkste elektrische en standaardcomponenten

Opmerking: Vanwege levertijden heeft de leverancier het recht om componenten van andere merken van gelijkwaardige kwaliteit te selecteren op basis van het marktaanbod, zonder voorafgaande kennisgeving aan de klant.

Praktische bedieningsaanbevelingen

• Vacuümpomp: De machine is gespecificeerd voor een vacuümniveau van ≤ -96 kPa en de vacuümpomp wordt door de koper geleverd. Selecteer een pomp die dit niveau bij het kamer-volume kan bereiken en vasthouden, en sluit deze aan op de vacuümpoort van de machine.
• Persluchttoevoer:De machine vereist perslucht van 0,5 - 0,7 MPa. Houd de toevoer schoon en droog en controleer de druk vóór de productie, aangezien zowel de druk van de seal-kop als de beweging van de kamer door lucht worden aangedreven.
• Instelling van seal-parameters:Stel de temperatuur van de seal-kop in tussen kamertemperatuur en 250 °C en de tijd tussen 0 - 99 s, afhankelijk van de specificatie van de foliezak. Gebruik de drukregelventielen om de druk van de linker- en rechter-seal-koppen in te stellen volgens de procesvereisten.
• Controle van seal-rand en dikte:Bevestig dat de breedte van de seal-rand en het bereik van de seal-dikte (60 - 300 µm) overeenkomen met de gebruikte foliezak. De voltooide seal moet worden gecontroleerd zodat het verschil in seal-dikte tussen twee willekeurige punten onder de 15 µm blijft.
• Plaatsing van de cel: Plaats de pouch-cel verticaal en lijn het gaszakje en de seal-rand uit met de doorboor- en seal-zones, zodat het doorboren het gas uit het zakje laat ontsnappen en de seal-koppen op de juiste randpositie sluiten.
• Onderhoud van de seal-kop: Houd de koperen seal-koppen schoon en vrij van resten van de foliezak. Inspecteer de oppervlakken van de koppen periodiek, aangezien vervuiling op de kop zowel de warmteoverdracht als de vlakheid van de gesealde rand beïnvloedt.
• Cyclusbewaking: De machine werkt met ≥ 180 cycli per uur met ongeveer 0,2 L perslucht per seal-cyclus. Bewaak de luchttoevoer en de seal-parameters tijdens de productie om de cyclus consistent te houden.

Technische veelgestelde vragen

V1: Wat is secundaire vacuüm-sealing en waarom is dit nodig voor pouch-cellen?

Secundaire vacuüm-sealing is de processtap waarbij een pouch-cel wordt doorboord om het gas dat tijdens de vorming is gegenereerd te laten ontsnappen en vervolgens onder vacuüm wordt geseald om de pouch te sluiten. Vorming genereert gas in de cel; als dat gas niet wordt verwijderd, vermindert het het contact tussen elektrode en elektrolyt, verhoogt het de interne weerstand en zorgt het ervoor dat de pouch opzwelt. De TOB-LFVHS-200 voert de doorboor- en uiteindelijke seal-handelingen uit op één machine, zodat de cel gedurende de hele cyclus op zijn plaats blijft.

V2: Bevat de machine de vacuümpomp?

Nee. De TOB-LFVHS-200 bereikt een vacuümniveau van ≤ -96 kPa en de vacuümpomp wordt door de koper geleverd. De pomp moet dit niveau voor het kamer-volume kunnen bereiken en vasthouden.

V3: Welke pouch-cellen kan de TOB-LFVHS-200 verwerken?

De machine verwerkt pouch-cellen met een seal-diktebereik van 60 - 300 µm, een seal-randbreedte geproduceerd volgens de klantvereisten (5 ± 0,4 mm in de standaardspecificatie) en een maximale seal-randgrootte van 200 mm. De maximale celgrootte is zoals weergegeven in de tekening (1000 x 600). De machine is geschikt voor verschillende batterijspecificaties en het wisselen van formaten is een eenvoudige aanpassing.

V4: Hoe wordt de seal-kwaliteit gecontroleerd?

Drie parameters worden samen gecontroleerd: temperatuur van de seal-kop (kamertemperatuur tot 250 °C, instelbaar), hitte-sealdruk (0 tot 7 kg/cm², instelbaar per zijde) en hitte-seal-tijd (0 tot 99 s, instelbaar). De nauwkeurigheid van de temperatuurregeling is ± 1,5 °C. De seal-koppen zijn gemaakt van koper voor een efficiënte warmteoverdracht en worden geleid door dubbele lineaire geleidingsbussen, zodat de gesealde rand zijn parallelliteit behoudt. De voltooide seal wordt gecontroleerd aan de hand van de nauwkeurigheidseis voor de seal-dikte - een verschil van minder dan 15 µm tussen twee willekeurige punten.

V5: Wat doet de automatische doorboorfunctie?

De doorboorfunctie opent het gaszakje van de pouch automatisch tijdens de seal-cyclus. Terwijl de kamer wordt geëvacueerd, ontsnapt het gas uit de cel en wordt de pouch vervolgens in dezelfde cyclus geseald. Het integreren van doorboren en sealen op één machine vermindert het hanteren tussen de twee handelingen en houdt de celpositie stabiel.

V6: Welke nutsvoorzieningen en locatieomstandigheden vereist de machine?

De TOB-LFVHS-200 vereist een stroomvoorziening van 220 V / 50 Hz met een vermogen van 0,6 kW, perslucht van 0,5 - 0,7 MPa en een vacuümpomp (door de koper geleverd) die in staat is om ≤ -96 kPa te bereiken. De machine meet L600 mm x B460 mm x H600 mm en weegt 95 kg.

Klaar om de ontgassings- en definitieve verzegelingsstap van uw pouch cell-lijn te voltooien met een machine die doorboren, vacuüm trekken en hitteverzegeling in één cyclus combineert? Vraag een offerte aan voor de TOB-LFVHS-200 met uw pouch cell-afmetingen, verzegelingsrandbreedte en specificaties van de pouch-folie. Onze procesingenieurs voor pouch cells kunnen adviseren over verzegelingsparameters en over het afstemmen van de machine op uw celformaat.

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

Misschien heeft u ook nodig

▶ Semi-automatische batterij-elektrodenstapelmachine voor lithium pouch cells - De Z-type stapelmachine voor de assemblage van pouch cell-elektroden, die de vlakke, uitgelijnde elektrodenstapel produceert die in de pouch gaat. Vult de TOB-LFVHS-200 stroomopwaarts aan in de productievolgorde van de pouch cell.

▶ Alles-in-één machine voor vacuüm elektrolytvulling, weken en voorverzegeling- Een gecombineerde machine voor het vullen, weken en voorverzegelen van elektrolyt voor pouch cells. Vult de TOB-LFVHS-200 aan door de vul- en voorverzegelingsstappen uit te voeren die voorafgaan aan de formatie en secundaire verzegeling.

▶ Alles-in-één machine voor vacuümdiffusiekamer en elektrolytvulling voor Li-ion batterijen- Een machine voor vacuümdiffusie en elektrolytvulling voor lithium-ion cellen. Vult de TOB-LFVHS-200 stroomopwaarts aan en biedt de stappen voor elektrolytvulling en diffusie die de cel voorbereiden op formatie en definitieve verzegeling.