淺談鋰電池隔膜熱處理的在線控制應用

陳蘇良?李澤明

摘 要 本文結合當前新能源鋰電池隔膜熱處理技術應用現狀，提出了一種采用底層PLC+在線監控軟件+云端在線分析的控制方案的新方案，主要論述了該在線控制方案應用的特點和具體控制過程。

關鍵詞 鋰電池；熱處理；在線控制

前言

自從國務院要求開展節能減排的號召后，新能源鋰電池在各行各業應用的越來越廣泛。基于新能源鋰電池隔膜熱處理技術是電池生產過程的關鍵技術，但目前國內隔膜行業熱處理過程中拉伸與前期定型的輥筒數量較多，體積較大，占用場地等問題，且考慮到投入成本等因素，國內廠家基本沒有足夠的輥筒進行產品老化與后期定型處理，因此對于隔膜的熱處理技術顯得極為關鍵和重要，開發的一套在線控制系統的烘箱設備成為行業發展趨勢，將帶來諸多經濟和社會效益。

1 方案設計

當今的鋰電池具有充電速度快，體積小，容量大等特性，相對而言其制造工藝非常復雜，許多工藝制成都采用傳統國外技術，本次采用底層PLC+在線監控軟件+云端在線分析的控制方案為其電池制成烘箱提供了成套的完整技術方案，達到甚至超過國外一體式控制方案水平，并在許多方面經技術研發人員的長期研究與開發更有勝于國外水平；其主導體現于控溫上的優勢，設備正常狀態下升溫速度非常之快，在3～5分鐘之內能從常溫升到100℃以上，控溫能達到正負2℃，之前由某知名廠家提供溫度控制解決方案，采用截流方式，其控溫能達到正負5℃，加溫時間延時至半小時以上（由常溫加至100℃）。

2 主要特點

（1）利用最小的空間布置，能夠最大化處理拉伸設備出口隔膜定型時間短問題。

（2）烘箱設備采用在線處理方式和設備開動同步進行。大大提高了生產效率和優良率。

（3）烘箱內循環設計，合理的風道布局保證烘箱溫度一致性，產品性能一致性。

（4）采用主動輥和被動輥筒相結合的布局方式，減少設備開發投入，同時能夠保證隔膜在烘箱中的張力隔斷。

3 控制過程

本項目是針對現使用隔膜拉伸設備后端熱定型處理時間不夠，產線生產速度不能提升的問題進行一項改善措施。

（1）針對處理長度不夠，產用了烘箱上下導輥布置，加長了處理長度。

（2）針對烘箱內部張力控制，采用了主動輥和被動輥筒結合及能進行烘箱內部的張力控制，同時能夠進行速比設置。

（3）烘箱出口均采用閉環張力控制系統，可以有效進行精準張力控制。

（4）烘箱溫度檢測采用雙溫度探頭，一個控制，一個監控，能夠保證烘箱溫度準確性。

4 應用成效

采用本套在線處理烘箱，通過3個月的時間，收集的相關使用相關產品信息統計如下：

（1）產品垂邊不良減少80%。

（2）產品的透氣一致性標準提高20%以上。

（3）產品分層破膜減少50%。

（4）產線生產速度由5米/分，增加到7米/分，提高了40%。

（5）直接產品良率提升10%，每個月單機增加產品價值100萬。