Medidor de espessura on-line para folhas de eletrodo de bateria WEBFREX3ES

Juntamente com o interesse generalizado em energia renovável e iniciativas que visam à realização de uma sociedade descarbonizada, a eletrificação de automóveis, como os veículos elétricos e os sistemas de armazenamento de energia (ESS), está atraindo a atenção. Uma tecnologia fundamental para essas iniciativas são as baterias recarregáveis, em especial as baterias de íons de lítio. O revestimento do eletrodo é um importante processo de fabricação que determina a qualidade das baterias de íon-lítio. Um acabamento ruim pode até mesmo levar a acidentes graves, como ignição durante o uso das baterias. A qualidade e o rendimento dependem muito do fato de os materiais do cátodo e do ânodo serem revestidos uniformemente, por isso é importante medir e monitorar com precisão a qualidade do revestimento.

Aqui, apresentamos a solução da Yokogawa para o processo de revestimento e o WEBFREX3ES, um medidor de espessura on-line para folhas de eletrodos de bateria.

 

Visão Geral

Mais de 50 anos de desempenho em medição de filmes, mais de 10 anos de experiência em fornecimento para os principais fabricantes de baterias

Experiência em fornecimento para os principais fabricantes de baterias

Atualmente, as baterias de íon-lítio são produzidas em todo o mundo, mas foram colocadas em uso prático no Japão e rapidamente expandidas para todo o mundo após os anos 2000.
Yokogawa A desenvolve tecnologias para controlar e medir a qualidade das folhas on-line no processo de fabricação de papel e filme há mais de 50 anos, antes do lançamento do WEBFREX3ES em 2010.
Desde então, a Yokogawa tem dado suporte a locais de produção e fornecido o WEBFREX3ES para mais da metade das 10 maiores empresas do mundo. Além das baterias recarregáveis, o WEBFREX3ES também é amplamente utilizado em locais de produção de capacitores de cerâmica multicamada (MLCCs) e contribui para a melhoria da qualidade e dos custos de produção.
O know-how de monitoramento de operações no local e as melhorias acumuladas ao longo de muitos anos são a força do medidor de espessura da Yokogawa e são usados com eficiência no WEBFREX3ES atual.

 

 

Monitoramento preciso de pesos de revestimento, melhorias de qualidade/custo e gerenciamento coletivo de fabricação usando dados de peso de revestimento

Nós lhe forneceremos não apenas sistemas de "monitoramento" precisos, mas também valores adicionais.

O WEBFREX3ES permite medições precisas, de alta velocidade e de alta resolução com quadro e sensor de alto desempenho. Além disso, ele oferece um ambiente de monitoramento avançado com interfaces fáceis de usar, de alta visibilidade e flexibilidade.

Ele contribui não apenas para monitorar os pesos dos revestimentos, mas também para melhorar a qualidade e os custos on-line usando o software de controle automático de revestimento da Yokogawa (como opção*).
*É necessária uma consulta se você desejar adicionar essa opção.

Além disso, ele pode corresponder a comunicações externas e dar suporte ao gerenciamento coletivo de fabricação e às comunicações com instalações externas em coordenação com o MES.

Detalhes

Moldura

O WEBFREX3ES pode ser medido em até cinco posições diferentes (#1 a #5). A espessura da folha antes do revestimento, os respectivos pesos de revestimento para os lados da frente e de trás logo após o revestimento (nº 2 e nº 4) e após a secagem (nº 3 e nº 5) serão determinados pelo cálculo da diferença usando os valores medidos de cada quadro.

O WEBFREX3ES consiste em duas partes: um corpo principal do quadro e uma caixa local.

O corpo da estrutura é equipado com o sensor dedicado e pode medir a espessura escaneando as folhas de uma extremidade à outra. Por outro lado, a caixa local abriga o processador da estrutura, o driver do motor e o processador síncrono de vários quadros e pode ser instalada em um local distante do corpo da estrutura.

Configuração da estrutura (vista lateral)

 

 

Configuração da estrutura (vista superior)

 

 

Medições de alta velocidade e alta resolução com o uso de motores lineares

O WEBFREX3ES é equipado com motores lineares, o que nos permitiu fazer medições de alta resolução ao realizar varreduras de alta velocidade com o menor tempo de 3 segundos em um sentido.
Isso possibilita a realização de medições suficientes, mesmo em linhas de produção com capacidade de produção de alta velocidade, e o monitoramento preciso das partes das bordas dos eletrodos, consideradas importantes na laminação.

Medições de alta velocidade e alta resolução

 

 

Medição precisa do peso do revestimento com o sistema de medição síncrona

Medição precisa do peso do revestimento com sistema de medição síncrona Os dados de peso do revestimento podem ser determinados calculando-se a diferença entre os pesos básicos de um objeto não revestido e de um revestido. Como os pesos básicos que foram medidos nos respectivos quadros incluem espessuras irregulares da folha e flutuações dos pesos do revestimento, a "medição síncrona", que combina os pontos de medição antes e depois do revestimento, seria um processo extremamente importante para calcular pesos precisos do revestimento.
É possível medir pesos de revestimento precisos sem ser afetado pelas flutuações da folha de alumínio usando motores lineares com resolução de posicionamento de alta precisão, além de melhorar a velocidade de comunicação entre as estruturas instaladas antes e depois do revestimento.

 

Medidas para evitar a contaminação por poeira

A contaminação por poeira nas folhas do eletrodo pode causar um curto-circuito que pode levar à ignição durante o uso das baterias. Para evitar que isso aconteça, uma tampa para evitar a dispersão de poeira foi instalada na parte do motor linear acima das folhas. Além disso, os motores lineares foram projetados para gerar menos poeira por atrito em comparação com os motores de correia convencionais.

Sensor

Esse é um sensor de transmissão que usa raios beta ou raios X.
Ambos são sensores sem contato e medem continuamente o objeto com alta precisão sem danificá-lo.
Quando a radiação emitida pela fonte de radiação ou pelo tubo de raios X é transmitida através das folhas de eletrodos a serem medidas, o peso (peso básico) por unidade de área é medido aplicando-se o princípio da atenuação de acordo com o peso da folha.
A medição da base de peso pode detectar as variações não apenas da espessura, mas também da densidade, ao contrário do tipo de laser que mede apenas a espessura (um).

Faixa de medição

Sensor de raios beta (fonte de radiação: 85Kr)

Faixa de medição: 0 a 1200 g/m2

Sensor de raios X (tubo de raios X do tipo reflexão e alvo de tungstênio)

Faixa de medição: 0 a 600 g/m2

Interface

Operação Tela que não deixa de lado nenhuma pequena mudança

São preparadas várias telas de operação adequadas para as finalidades, como perfis apropriados para monitoramento em tempo real, perfis 2D/3D apropriados para monitoramento e análise de todas as tendências, perfis ampliados apropriados para monitoramento das bordas e perfis de tendência de zona apropriados para monitoramento das tendências de revestimento de faixa.
A partir dessas telas de operação, é possível que os usuários configurem as telas de acordo com suas preferências.
Nós os ajudaremos a exibir e comunicar as informações necessárias em tempo hábil e a fazer um julgamento rápido.

Além disso, sua função de alarme pode ajudar a evitar a supervisão da não conformidade da qualidade, emitindo o alarme para a parte externa do WEBFREX3ES em coordenação com os sistemas do usuário, como um sistema de lembrete com campainha e MES, quando o valor-alvo é excedido.

Perfil liso, perfil de sobreposição e painel de controle

Parte superior: Perfil, meio: Perfil de sobreposição, Parte inferior: Controle de quadro (para comandos de operação)

→ Abordagem ideal para o monitoramento geral, etc.

 

Perfil 3D

Perfil 2D/3D

→ Abordagem ideal para o monitoramento e a análise das tendências gerais

 

perfil de tendência da zona

Parte superior: Tendências das respectivas zonas para as partes revestidas esquerda e direita
Parte inferior: Perfil e respectivas tendências de zona para as peças revestidas à esquerda e à direita

→ Adequado para monitorar as tendências das peças revestidas com listras


Ajuste simples de medição

Embora o ajuste normalmente seja realizado aplicando alguns cálculos complicados, no caso do WEBFREX3ES, o ajuste automático é realizado simplesmente inserindo os valores medidos de cada quadro. Não é necessário consultar os engenheiros responsáveis pelo medidor de espessura todas as vezes.
Além disso, os valores definidos podem ser salvos de acordo com cada fórmula (grau) e também podem ser chamados sem problemas, mesmo que o grau seja alterado no processo de fabricação.

Controle automático de revestimento

Espera-se que o software de controle automático de revestimento (opcional) reduza as horas de trabalho da operação, busque melhorias de qualidade tão altas quanto o nível inalcançável manualmente e evite perdas de produção pelos processos de melhoria de rendimento e redução do tempo de configuração da linha de produção.

Redução do tempo de convergência ao iniciar a linha

Diminuir as variações de qualidade

 

 

Coordenação com MES e equipamentos externos

O WEBFREX3ES pode se comunicar com sistemas e equipamentos externos e criar uma rede aberta. É possível não apenas emitir externamente os dados de medição, o status de operação do medidor de espessura e o alarme de qualidade anormal, mas também enviar as operações de comando, como a digitalização, de fora.
Ele pode contribuir para o gerenciamento centralizado da produção em coordenação com outros equipamentos de linha, comunicando-se com o MES, etc.
Também é possível se comunicar com equipamentos como máquinas de revestimento.

Click here for the solutions for batteries other than WEBFREX3ES.

Coordenação com MES e equipamentos externos

Melhoria da qualidade e solução de problemas usando dados anteriores

Os dados de medição podem ser salvos automaticamente em tempo real.
Portanto, o gerenciamento de perfil correspondente aos números de lote do produto é possível e a rastreabilidade confiável pode ser fornecida ao analisar a causa em caso de problemas.

O "Profile Stack Server" e o "3D Profile Window" estão disponíveis para funções de gerenciamento de qualidade e produção como software opcional.

Função do servidor de pilha de perfis

Os dados de perfil das folhas do eletrodo que foram revestidas com o material do eletrodo podem ser salvos automaticamente em tempo real.
Como cada perfil é salvo com base no comprimento da folha, é possível gerenciar os perfis correspondentes aos números de lote do produto.
Também é possível salvar dados de perfil de longo prazo e verificá-los facilmente.
A conectividade aberta e a estrutura do banco de dados facilitam a referência a dados de sistemas de usuários e a execução de um gerenciamento de qualidade eficiente.
Além disso, é fácil expandir a capacidade de armazenamento de dados com o uso de computadores de uso geral.


Função de exibição de perfil 3D

Os dados de perfil coletados pelo Profile Stack Server podem ser exibidos e analisados como um gráfico tridimensional.
Os perfis, bem como as tendências na direção da máquina, podem ser mostrados de acordo com os padrões de revestimento, como revestimento intermitente e revestimento com listras. Além disso, os pontos que você deseja analisar podem ser ampliados e mostrados, o que é útil para atividades de melhoria da qualidade e análise de problemas anteriores.

Função de exibição de perfil 3D

Padrões aplicáveis

A estrutura Compact O e o sensor de raios beta podem estar em conformidade com os seguintes padrões, de acordo com o destino.
Entre em contato com nossos representantes de vendas para obter detalhes sobre a instalação do sensor de raios X.

Destino

Categoria

Número padrão

China

Padrão de segurança

Normas nacionais da China
GB30439.1

UE

Padrão EMC

Diretiva EMC [Marcação CE
EN 55011
EN 61000-6-2
EN 61000-3-2
EN 61000-3-3

Padrão de segurança
(Máquinas e eletricidade)

Diretiva de Máquinas [Marcação CE
EN ISO 12100
EN 60204-1
EN ISO 13849-1

RoHS

EN IEC 63000

EUA

Padrão de segurança

NFPA79

 

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