科尔摩根直驱技术(Direct Drive)提升锂电池 涂布机的精度和生产效率

随着国内锂电池行业的飞速增长，对锂电池生产工艺的质量要求也在不断提高。涂布环节是锂电池生产过程中的关键环节。目前市场上的涂布机，广泛存在极片密度和精度误差大，良品率低的问题。为了将良品率提高到99%以满足锂电池生产厂家的要求，涂布机OEM厂家采用科尔摩根直接驱动技术对涂布机的运动控制进行工艺改造，显著提升了设备精度，实现重量误差≤±1%，厚度误差≤±1μm，生产速度突破100米/分钟。　　涂布机应用　　涂布机将制成的浆料均匀地涂覆在金属箔的表面并烘干，分别制成正负极极片。常见的涂布机有挤压式涂布机和转移式涂布机两种。它的工作原理是转动涂辊带动浆料，调整刮刀间隙调节浆料转移量，然后利用背辊或涂辊的转动将浆料转移到基材表面，涂布环节中需要严格控制涂布层厚度，以达到规定重量。同时通过干燥加热，去除浆料中的溶剂，使固体物质很好地粘结在基材上。　　钢辊作为整个涂布机系统的主辊，起稳定和传输作用，运行的平稳性直接影响涂布的精度。为此，对涂布机钢辊的运动控制系统进行改造，缩小误差值，缩短加速时间并实现位置锁定，是提升极片的密度和精度，降低极片次品率的关键。此外，目前主流的涂布机正常生产速度为60米/分钟，无法满足锂电池厂商的生产需求，生产速度急需提升。
　　涂布机工艺图
　　电机驱动钢辊原理图
　　采用直接驱动技术的涂布解决方案的优势　　在涂布机的应用中，速度精度是比较关键的指标，速度精度主要由电机的齿槽力矩，电机反馈的分辨率，涂布辊的和电机本身的安装误差决定，科尔摩根直驱电机采用电磁设计，已经利用斜槽设计原理，再配备科尔摩根AKD驱动器齿槽力矩抑制功能可以极地的降低马达的齿槽力矩，另外，科尔摩根CDDR直驱电机配备的27位分辨率的编码器，即电机每转1圈，驱动器采集到2^27=134217728 Counts的位置信号，极高的分辨率保证极限的速度分辨率，可低至0.001rpm，无轴承设计最有效的避免了高刚性DD马达轴承与涂布辊自有轴承由于不同心造成的干涉问题，极大的保证了直驱电机的使用寿命和速度精度。　　采用直接驱动技术在涂布解决方案中可以达到的指标　　科尔摩根采用直接驱动技术，提供CDDR模块化直驱电机配AKD伺服驱动器，解决涂布机钢辊的技术瓶颈，使得极片生产的次品显著减少，从而实现良品率高于99%：　　匀速运行状态下，由于CDDR电机速度波动幅值不大于0.2%，很好地控制了钢辊旋转时的稳定性，从而有效降低了极片面密度精度误差；同时AKD驱动器具有齿槽补偿功能，通过提供额外的前馈电流降低电机的齿槽效应，从而减少速度波动，让整个涂布过程浆料输出更加稳定均匀；
　　直驱电机CH063C-13-3305实测数据表
　　●在较短的行程范围内，CDDR电机能够实现0速至100m/min的变速速度，显著降低了加速所需时长，有效减少加速阶段所消耗的原料；　　●停机状态下，为了减少钢辊转动产生的废品，科尔摩根电机可以成功实现位置锁定。　　●不同的编码器选项满足不同的客户需求。　　以CH063C-13-3305与CH063C-13-3105展示不同编码器对速度波动影响：

　　同时，CDDR电机转速高达1500RPM，带动钢辊高速转动。AKD驱动器拥有高性能快速控制环和高响应带宽，能够减少设置时间，提高机器生产效率。采用这一解决方案，涂布机生产速度从原来的60米/分钟大幅提升到100米/分钟，极大地提升了涂布环节的产能。科尔摩根AKD伺服驱动器的自整定的功能，可以极大的缩小客户的调试时间，只要一键整定，就可以得到完美的调试结果，节省了客户的调试时间。　　采用科尔摩根直接驱动技术，充分满足了涂布机钢辊的性能要求，显著提升了涂布机的设备精度，帮助涂布机设备厂商提升竞争力。此外，涂布机极片生产工艺水平的优化，也帮助锂电池厂商改善了生产效率和产品质量，同时大幅度降低生产成本。
CDDR模块化直驱电机
AKD伺服驱动器