《锂离子电芯自动封口设备》编制说明.docx
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1、锂离子电芯自动封口设备编制说明(征求意见稿)一、工作简况. 任务来源本工程是以工业和信息化部2020年第二批下达的行业标准制定计划(工信 厅科函2020 181号)下达,计划工程名称锂离子电芯自动封口设备,计 划号为2020-0867T-JB的工程进行制定,主要起草单位:深圳市科瑞技术股份有 限公司,计划应完成时间2022年。1.2主要工作过程起草(草案、调研)阶段,2020年7月22日计划下达后,2021年3月由机 械工业北京电工技术经济研究所牵头组织成立了该项标准制定工作组,工作组成 员单位由相关国内优势企业、用户、院校及研究所组成。工作组对国内外相关设 备和技术现状与开展情况进行了全面的
2、调研,广泛收集分析国内外相关技术和资 料并结合深圳市科瑞技术股份在该项技术上的优秀经验,在全面的总结 归纳的基础上编制了锂离子电芯自动封口设备标准草案稿初稿。草案稿在 2021年5月25日、2021年6月22日集中召开两次工作组讨论会议,随后在讨 论基础上屡次与牵头单位进行沟通确认,最终修改完善形成标准征求意见稿。 1.3主要参加单位和工作组成员及其所做的工作等本标准由深圳市科瑞技术股份、合肥国轩高科动力能源有限公 司、中创新航科技股份、深圳市联赢激光股份、武汉逸飞激光 股份、天能帅福得能源股份、安徽镭腾能源科技、深 圳市海目星激光智能装备股份、安徽理士新能源开展、惠州市 惠德瑞锂电科技股份、
3、机械工业北京电工技术经济研究所共同起草。1.3.1 所做的工作:深圳市科瑞技术股份负责标准主要编写、标准技 术审查以及工艺性审查工作;合肥国轩高科动力能源、中创新航科技股 份、深圳市联赢激光股份、武汉逸飞激光股份、天能 帅福得能源股份、安徽镭腾能源科技、深圳市海目星激光智能 装备股份、安徽理士新能源开展、惠州市惠德瑞锂电科技股份 、机械工业北京电工技术经济研究所负责参与标准技术内容核准、补充 以及规范性编写工作。二、标准编制原那么和主要内容标准编制原那么2.1.1 本标准在制定过程中,认真贯彻执行工业和信息化部、中国机械工业联 合会有关行业标准制定管理方法,本着先进性、科学性、合理性和可操作性
4、的原 那么以及标准的目标、统一性、适用性、一致性和规范性原那么来进行本标准的制定 工作。2.1.2 本文件按照GB/T 1. 1-2020标准化工作导那么 第1局部:标准化文件 的结构和起草规那么的规定起草。本标准在制定过程中,主要参考了以下标准或 文件:GB/T 191包装储运图示标志GB 3836. 1爆炸性环境 第1局部:设备 通用要求GB/T 5048防潮包装JB/T XXXXXXXXXJB/T XXXXXXXXX称重 weighing用于对封口成型后电芯(3.3)的重量进行测量;3.14电解液收集装置 electrolyte collection device将抽真空工艺过程中产生的
5、电解液废料,收集到储液罐中的装置;3.15抽风系统 exhaust system用于对电芯真空封口过程中产生的含有电解液挥发气体的废气进行抽气、传送的装置。4自动封口工艺锂离子电芯自动封口设备(以下简称“封口设备”)的主要工艺流程如图1所示,由上料、刺破 (将电芯气袋刺破)、抽真空、封口、切除气袋、称重、下料等组成,其中上料和下料可选。叵二:一叵抽处| ,回T切除气袋I -51一巨目二图1封口设备工艺流程示意图4.1 电芯的外形、组成和主要尺寸,如图2所示。a)主视图基准边b)俯视图图2电芯示意图4.2 电芯封印边的外形和主要尺寸如图3所示。JB/T XXXXXXXXX图3电芯封印示意图4.3
6、 封口方式按照电芯加工时的状态分为以下两种方式:a)卧式封口:电芯进行真空封口时,电芯处于水平固定位置。b)立式封口:电芯进行真空封口时,电芯处于垂直或者倾斜固定位置。5型号组成5.1 封口设备型号宜采用组合编码方法编码。型号组成见图4。图4封口设备型号组成示意图5.2 产品代号:封口设备用VD (Vacuum degassing)表示。5.3 分类代号:卧式用H(Horizontal)表示,立式用V (Vertical)表示。5.4 主参数:封口设备兼容电芯的最大高度尺寸(沿极耳方向尺寸,如图2中的尺寸A),单位mm。5.5 改进代号:改进代号顺次用大写字母B、C、D表示;初始版本为A,允许
7、省略。例如:VDH-390B,代表卧式封口设备,主参数为390mm,第一代改进型号。6工作条件6.1 总那么封口设备应保证在以下条件下可靠的工作。有特殊环境要求时,由供需双方协商确定。6.2 环境条件6.2.1 环境温度:+5 +35 oJB/T XXXXXXXXX6.2.2 相对湿度:不应大于85 %RH (温度为25 3 时)。6.2.3 设备安装地面承载能力:应该满足设备的承载要求。6.2.4 工作环境:应无可燃性和腐蚀性气体。6.2.5 海拔高度:应在1000 m以下。6.3 电源条件6.3.1 电源电压波动值:不应大于额定电压的士10 %o6.3.2 电源频率:应满足GB/T 159
8、45-2008第3章的要求。6.4 气源条件6.4.1 压缩空气(应经过滤干燥处理)压力:0. 45 MPa0. 7 MPa。6.4.2 抽风系统压力:不应小于110 Pa07要求7.1 基本要求7.1.1 封口设备应符合本文件及GB/T 38331-2019第5章 技术要求 的要求。7.1.2 封口设备应兼容的最大电芯外型尺寸,如图2尺寸A、B所示。7.2 外观封口设备外观质量应符合GB/T 23644-2009第5. 7条外观质量的要求。7.3 基本参数封口设备的基本参数应符合表1规定。表1基本参数7.4功能及要求序号工程单位基本参数1加工精度要求封印厚度允许偏差mm-0. 02-0. 0
9、22封装拉力N/mm223内未封区宽度mmW2. 004切边尺寸偏差mm-0. 20-0. 20装配精度要求封头温度偏差一555育空口穴彳木育空虎v onO兵工脸1半兵工,乂Kr clV/V7-8真空股体密封性封头平行度偏差kPa/min 410WO. 10JB/T XXXXXXXXX封口设备应自带抽风系统及电解液收集装置,实现在生产过程中,收集设备产生的废气和泄露 的电解液,防止污染使用环境。1.1.1 封口设备宜提供电芯二次封装、角位封装等装置的安装接口,实现功能扩展,可增加电芯二次 封装、角位封装的功能。1.1.2 封口设备应具备电芯定位和固定功能,在设备工作过程中,实现电芯位置保持精确
10、定位和固定。1.1.3 封口设备宜具备上下工序对接功能和电芯上下料功能。实现电芯的流水线式生产。如图1的上 料、下料功能。1.1.4 封口设备宜提供扫条码、IV测试、封印厚度测量、不良品排出等装置的安装接口,实现功能扩 展,为封口设备后期增加相应功能提供支持。1.1.5 封口设备宜具备网络连接、数字化、信息收集、信息传递等进行生产管理的互联互通操作模块 或功能。1.1.6 封口设备宜具备将称重数据上传的功能。封口设备将称重测量值上传上层系统,上层系统比照 系统的原电芯重量数据,从而判断电芯内的电解液的保有量是否合格。7.5 电气系统电气系统应符合GB/T 5226. 1-2019各章的规定。7
11、.5.1 额定电压不大于60V的线路,电气间隙和爬电距离不应小于3 mm。7.5.2 额定电压大于60V且不大于300V的线路,电气间隙不应小于5 nlln,爬电距离不应小于6 mm。7.5.3 额定电压大于300V且不大于500V的线路,电气间隙不应小于8 nim,爬电距离不应小于10 mm。7.5.4 现场布线应满足GB/T 5226.1-2019第14章配线技术的要求。7.5.5 一般无信号传输电气元件及安全门保护接地电阻不应大于4 Q。7.5.6 信号传输用电气元件及测量仪器抗干扰接地电阻不应大于1 Qo当使用总线连接时,安装截面积应大于16 mm2的接地铜排,以防止接地环流。7.5.
12、7 电气元器件接地不可串联接地。7.5.8 信号线不可多地点接地。7.5.9 电磁兼容布线规范应符合以下要求:a)宜采用双绞线;b)敏感电路与发射干扰应保持足够距离,使干扰对敏感电路的影响在规定范围内;c)宜采用尽量接近90。的定向交叉走线;d)电缆应尽量接近接地平板走线;e)对于低射频阻抗端子宜采用静电屏蔽或电磁屏蔽。7.6 安全总体安全JB/T XXXXXXXXX封口设备安全保护应符合GB/T 23644-2009第5. 6条安全保护的规定。7.6.1 人身安全a)封口设备切除气袋工位和真空腔体部件区域,应有安全门保护;b)封口设备的封头加热系统,应具有温度上下限范围设定功能及超温保护功能
13、;c)封口设备应具有必要的防护零件,对封头和刺刀等涉及安全的零部件,进行最大程度地遮罩; 并在醒目位置粘贴或悬挂警示标志。7.6.2 运行安全a)封口设备宜具有对封头的高温(80)进行警示提醒的功能;b)封口设备设置电芯压板压力时丁应有压力监控系统;c)封口设备切除气袋工位,应有误切电芯主体的感应和报警功能;d)封口设备封装工位,应有误压电芯主体的感应和报警功能;e)封口设备在对气袋进行刺破时,应具有防止电解液飞溅到电芯主体的功能;f)封口设备在电芯搬运、电芯操作过程中,应具有防止电芯损伤及短路的功能;g)封口设备的紧固件,应采用不锈钢材质;h)封口设备真空封装局部的气管接头,应采用耐腐蚀材质
14、;i)封口设备与电芯直接接触的零部件,应采用绝缘材质;J)封口设备中所有可能接触电解液的部位,应采用耐腐蚀材质。7.6.3 环境安全a)封口设备的电解液收集装置,应将电解液废料,收集到储液罐中。由厂家按规定进行回收处理; b)封口设备的抽风系统,应将设备产生的腐蚀性气体,通过管路传送到设备外部;并与厂家的废 气处理设备连接,由厂家进行回收处理。7.7 噪声封口设备正常运行时噪声应不大于80 dB (A) o8试验方法8.1 试验条件a)工作环境条件满足第6章的要求。b)封口设备上各机构零部件及电路、气路均应安装完成,固定牢靠。c)封口设备应调试完成,各机构之间协调一致,可正常运行。8.2 外观
15、检测外观质量检测方法应符合GB/T 23644-2009第6. L 4的规定,结果应符合7. 2的要求基本参数封口设备的参数检测方法应符合表2的规定。JB/T XXXXXXXXX表2基本参数检测序号工程12加工精度 检测3456装配精度7检测8封印厚度3检测方法1用千分尺测量封印边的厚度,每个电芯测量 个点(电芯的前中后3个位置)o测量工具、应吩尺1测量结果 符合表1中 的要求符合表1中 佝要求封装拉力剪出固定长度的封印边,用拉力 电芯塑膜材料,记录将两片电芯 时的拉力计测量值。计夹持住单片 塑膜材料撕开应 拉力计2 f*内未封区宽度F电芯放置在测量显微镜等测量仪器下,测量 测L芯封印边内侧与
16、电芯主体圆弧边的距离。等量显微镜应测量仪器 3符合表1中 的要求切边尺寸偏差;等电芯放置于尺寸检测仪下,测量切边到电六 ;主体的基准边的尺寸。应寸检测仪4符合表1中 的要求片封头温度偏差真空腔体真空芬芟米测温仪检测封头3个点的温度(两侧和中同、 测【),然后计算各点实测值与设定值之差。1用真空表,测量真空腔体的真空度。1:真空腔体抽到-90 Kpa以下真空,记录真空丑4,应温仪 5应空表 61空表、秒符合表1中的要求符合表1中 的要求崔 真空腔体密封与 性寸让平行声偏1;大闭具空阀,用秒表计M 1 min后,记录具 5值;计算前后两次真空值之差。i应7符合表1中 的要求处入韦1 ri-J 1J
17、 )乂 PHU)差&U 1刀 耳二以央IU1伙1J里 区口汗伙里-11 口J1J平行度。1刀寸伙1j凶:仪器81 J WA为要求8.3 功能检测电芯定位和固定功能检测封口设备按正常工作流程,将标定块(代替电芯)移动到定位和固定工位,用测量工具(卡尺,千 分尺等)测量标定块的位置尺寸,记录实测值与设定值的差值(包括横向、纵向、角度);依次测量多 组数据并计算差值,如果差值均小于标准偏差值(比方:横向:士0.5丽,纵向:0.5 mm,角度:土 0.5 ),即判定为合格。否那么判定为不合格。8.3.1 抽风系统检测封口设备正常工作时,目视检查抽风管道没有泄露,如果没有,就判定为合格;否那么判定为不合
18、格。8.3.2 电解液收集装置检测封口设备正常工作时,目视检查设备内部,有无电解液的外漏;目视检查电解液的收集管路和储存 罐,有无电解液的外漏;如果没有,就判定为合格;否那么判定为不合格。8.4 电气系统检测电气系统检测方法应符合GB/T 5226. 1-2019第19章实验和检验的规定,结果应符合7. 5的要求。8.5 安全保护检测安全保护的试验方法应符合GB 3836.1的规定,结果应符合7. 6的要求。JB/T XXXXXXXXX8.6 噪声检测噪声检测应按照GB/T 13325的方法进行,检测结果应符合7. 7的规定。9检验规那么9.1 检验分类封口设备的检验分为出厂检验、现场检验和型
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