Actionneur rotatif harmonique pour équipements de calandrage de batteries au lithium

Les procédés et équipements de fabrication de batteries au lithium connaissent des évolutions technologiques rapides. Les équipements de production de batteries évoluent progressivement des machines autonomes vers des systèmes hautement intégrés, tels que les machines intégrées de calandrage et refendage, les machines intégrées de découpe à l’emporte-pièce et refendage, les machines intégrées de découpe laser et enroulement, ainsi que les machines intégrées de découpe et empilage.

L’intégration des équipements de fabrication est devenue une tendance de développement importante. Elle contribue à améliorer le temps de cycle de production, l’efficacité d’utilisation des matériaux et la régularité des produits, tout en réduisant les interruptions de processus, les coûts de main-d’œuvre, les besoins en espace au sol et les coûts de contrôle environnemental.

Contexte industriel des équipements de calandrage pour batteries au lithium destinées aux nouvelles énergies

Les procédés en amont de la fabrication des batteries au lithium jouent un rôle essentiel dans la détermination des performances des batteries.

L’importance des procédés de mélange et de revêtement

Le procédé de mélange détermine l’uniformité et la régularité de la répartition des matières premières, constituant la base des performances électrochimiques de la batterie, notamment :

• Durée de vie en cycles

• Capacité de débit

• Densité énergétique

• Résistance interne

L’uniformité du revêtement des électrodes affecte directement la régularité de la batterie et les performances de dégradation de capacité.

Le rôle du procédé de calandrage dans la fabrication des batteries

Le procédé de calandrage est principalement utilisé pour améliorer le compactage des matériaux d’électrode et la stabilité des interfaces, renforçant ainsi la régularité des performances de la batterie.

Pourquoi la précision est-elle importante pour les équipements de calandrage de batteries au lithium ?

Lors des procédés de calandrage et de refendage, divers problèmes de qualité peuvent survenir, notamment :

• Répartition non uniforme de l’épaisseur des électrodes

• Déformation en arc

• Bords ondulés

• Stries sombres

• Enroulement des bords

• Rupture de bande

• Rebond de l’épaisseur des électrodes

• Dimensions de bord non conformes

Exigences de contrôle du mouvement de haute précision

Afin de garantir une qualité de traitement stable des électrodes, les équipements de calandrage de batteries au lithium nécessitent des technologies avancées de contrôle de précision, notamment :

• Contrôle de précision de la largeur de refendage après calandrage

• Contrôle en boucle fermée de la pression

• Contrôle en boucle fermée de la position

• Contrôle automatique de coupe et de changement de rouleau

• Contrôle de tension de haute précision

En outre, les systèmes de correction visuelle et les technologies de contrôle optomécanique-électrique basées sur l’IA sont de plus en plus utilisés pour améliorer la stabilité de la production et la régularité des produits.

Pourquoi les actionneurs rotatifs harmoniques sont-ils adaptés aux équipements de calandrage de batteries au lithium ?

Les actionneurs rotatifs harmoniques offrent des avantages en matière de précision, de rigidité, de vitesse de réponse, de structure compacte et de densité de couple, ce qui les rend adaptés aux équipements de calandrage de batteries au lithium à hautes performances.

Principaux avantages des actionneurs rotatifs harmoniques dans les équipements pour batteries au lithium

1. Une précision extrêmement élevée pour un calandrage précis des électrodes

Jeu quasi nul et haute précision de positionnement

Les réducteurs harmoniques présentent un jeu quasi nul (inférieur à 1 arcmin) et une précision de transmission angulaire extrêmement élevée (≤5 arcsec).

Associés à des servomoteurs, les actionneurs rotatifs harmoniques permettent un contrôle précis du mouvement en boucle fermée, assurant un positionnement exact des rouleaux et contribuant au maintien de :

• L’uniformité de l’épaisseur des électrodes

• Une densité de compactage constante

• Des performances de pressage stables

Haute répétabilité pour un réglage précis de l’entrefer des rouleaux

Avec une précision de répétabilité allant jusqu’à ±0.05 mm, les actionneurs rotatifs harmoniques peuvent contrôler avec précision le réglage de l’entrefer des rouleaux et prendre en charge des ajustements fins pour différentes exigences d’épaisseur d’électrode.

2. Grande rigidité et forte résistance aux chocs et aux déformations torsionnelles

Haute rigidité torsionnelle pour un fonctionnement stable

Lors de l’engrènement harmonique, environ 30% des dents d’engrenage sont simultanément en contact, ce qui procure une grande rigidité torsionnelle.

Cela permet au système de transmission de supporter :

• Les charges d’impact lors du démarrage et de l’arrêt des rouleaux

• Les fluctuations de charge

• Les impacts liés au changement de rouleau

La grande rigidité aide à prévenir la déformation de la transmission et améliore la stabilité des équipements.

Fonctionnement à faibles vibrations et faible bruit

La transmission harmonique assure un mouvement fluide avec de faibles vibrations et un faible bruit de fonctionnement, ce qui aide à maintenir la stabilité du calandrage et à réduire les impacts potentiels sur la qualité de surface des électrodes.

3. Réponse dynamique élevée pour la production de batteries à grande vitesse

Capacité d’accélération et de décélération rapides

Les actionneurs rotatifs harmoniques présentent des structures compactes et une faible inertie de rotation, permettant une réponse rapide aux commandes servo.

Ils prennent en charge :

• Le démarrage et l’arrêt à grande vitesse

• L’accélération et la décélération rapides

• Des taux d’accélération dépassant 1000 rad/s²

Cela les rend adaptés aux équipements de calandrage de batteries au lithium fonctionnant à des vitesses de production continues de 5–60 m/min et dans des conditions de démarrages et arrêts fréquents.

4. Structure compacte pour une intégration facile des équipements

Conception intégrée du moteur, du réducteur, de l’encodeur et du variateur

Un actionneur rotatif harmonique intègre :

• Moteur

• Réducteur

• Encodeur

• Variateur

dans une unité compacte.

Par rapport aux structures traditionnelles :

Moteur + Réducteur + Accouplement

la conception intégrée réduit considérablement l’espace d’installation et simplifie l’intégration mécanique.

Réduction des exigences d’assemblage et de maintenance

La structure intégrée élimine les processus complexes d’installation et d’alignement des accouplements, réduisant ainsi :

• La difficulté d’assemblage

• Les erreurs d’installation

• Les problèmes de vibration et de bruit

• Les besoins de maintenance

5. Densité de couple élevée pour les applications de calandrage intensif

Couple de sortie élevé dans un format compact

Les réducteurs harmoniques peuvent fournir un couple de sortie élevé tout en conservant des dimensions compactes et un faible poids.

La haute densité de couple permet aux actionneurs rotatifs harmoniques de répondre aux exigences des équipements de calandrage de batteries au lithium, notamment :

• Un couple de sortie élevé

• Un fonctionnement à basse vitesse

• Un espace d’installation compact

Cela permet aux fabricants d’équipements d’obtenir un compactage efficace des électrodes dans un espace mécanique limité.

Conclusion : les actionneurs rotatifs harmoniques permettent une fabrication de batteries au lithium de haute précision

Grâce à leurs avantages complets en matière de :

• Haute précision

• Grande rigidité

• Réponse rapide

• Dimensions compactes

• Densité de couple élevée

les actionneurs rotatifs harmoniques fournissent une solution idéale de transmission de mouvement pour les équipements de calandrage de batteries au lithium nécessitant une précision, une stabilité et une efficacité de production élevées.

En améliorant la précision de positionnement des rouleaux, la stabilité du mouvement et l’intégration des équipements, les actionneurs rotatifs harmoniques aident les équipements de fabrication de batteries au lithium à obtenir un traitement plus régulier des électrodes et une production de batteries de meilleure qualité.