浅谈锂电池隔膜热处理的在线控制应用

陈苏良?李泽明

摘 要 本文结合当前新能源锂电池隔膜热处理技术应用现状，提出了一种采用底层PLC+在线监控软件+云端在线分析的控制方案的新方案，主要论述了该在线控制方案应用的特点和具体控制过程。

关键词 锂电池；热处理；在线控制

前言

自从国务院要求开展节能减排的号召后，新能源锂电池在各行各业应用的越来越广泛。基于新能源锂电池隔膜热处理技术是电池生产过程的关键技术，但目前国内隔膜行业热处理过程中拉伸与前期定型的辊筒数量较多，体积较大，占用场地等问题，且考虑到投入成本等因素，国内厂家基本没有足够的辊筒进行产品老化与后期定型处理，因此对于隔膜的热处理技术显得极为关键和重要，开发的一套在线控制系统的烘箱设备成为行业发展趋势，将带来诸多经济和社会效益。

1 方案设计

当今的锂电池具有充电速度快，体积小，容量大等特性，相对而言其制造工艺非常复杂，许多工艺制成都采用传统国外技术，本次采用底层PLC+在线监控软件+云端在线分析的控制方案为其电池制成烘箱提供了成套的完整技术方案，达到甚至超过国外一体式控制方案水平，并在许多方面经技术研发人员的长期研究与开发更有胜于国外水平；其主导体现于控温上的优势，设备正常状态下升温速度非常之快，在3～5分钟之内能从常温升到100℃以上，控温能达到正负2℃，之前由某知名厂家提供温度控制解决方案，采用截流方式，其控温能达到正负5℃，加温时间延时至半小时以上（由常温加至100℃）。

2 主要特点

（1）利用最小的空间布置，能够最大化处理拉伸设备出口隔膜定型时间短问题。

（2）烘箱设备采用在线处理方式和设备开动同步进行。大大提高了生产效率和优良率。

（3）烘箱内循环设计，合理的风道布局保证烘箱温度一致性，产品性能一致性。

（4）采用主动辊和被动辊筒相结合的布局方式，减少设备开发投入，同时能够保证隔膜在烘箱中的张力隔断。

3 控制过程

本项目是针对现使用隔膜拉伸设备后端热定型处理时间不够，产线生产速度不能提升的问题进行一项改善措施。

（1）针对处理长度不够，产用了烘箱上下导辊布置，加长了处理长度。

（2）針对烘箱内部张力控制，采用了主动辊和被动辊筒结合及能进行烘箱内部的张力控制，同时能够进行速比设置。

（3）烘箱出口均采用闭环张力控制系统，可以有效进行精准张力控制。

（4）烘箱温度检测采用双温度探头，一个控制，一个监控，能够保证烘箱温度准确性。

4 应用成效

采用本套在线处理烘箱，通过3个月的时间，收集的相关使用相关产品信息统计如下：

（1）产品垂边不良减少80%。

（2）产品的透气一致性标准提高20%以上。

（3）产品分层破膜减少50%。

（4）产线生产速度由5米/分，增加到7米/分，提高了40%。

（5）直接产品良率提升10%，每个月单机增加产品价值100万。