Prozesstechnik Lösungen

Prozesstechnik für die Batteriezellproduktion

Der richtige Antrieb für die Herstellung von Lithium-Ionen-Batteriezellen

Die Herstellung von Batteriezellen ist eine einzige fließende Bewegung: Vom Mischen der Anoden- und Kathodenrezeptur zum Slurry über die Beschichtung, das Trocknen, Kalandern, Stapeln und Wickeln bis hin zum Einbringen der Zellen in die Batteriehülle. Was hier zählt, ist ein reibungsfreier Ablauf, das richtige Timing und präzise Bewegungen von Rollen, Walzen, Förderbändern und Werkzeugen unterschiedlichster Art. Hier kommt unsere Antriebstechnik ins Spiel.

Wichtige Ziele

Maximaler Durchsatz

Profitieren Sie vom schnellen Hochlauf zusätzlicher GWh-Kapazitäten, um die enorme Nachfrage nach Batteriezellen zu stillen.

Hohe Automatisierung

Erreichen Sie mit unseren Lösungen die größtmögliche Automatisierung von Prozessen, Handling und Materialeinspeisung oder –transport.

Gute Skalierbarkeit

Dank unseres modularen Baukastenprinzips können Sie Ihre Produktionssysteme jederzeit einfach erweitern – zur Erhöhung Ihrer Fertigungskapazität.

Höchste Produktqualität

Durch präzise Positionierung und vollautomatisierte Lösungen, auch in Reinraumausführung, erreichen Sie höchstmögliche Qualität.

Unsere Lösungen

Die Wahl der Technik ist entscheidend für das Ergebnis

Die Ergebnisse der einzelnen Prozessschritte der Batteriezellproduktion haben einen kritischen Einfluss auf die Lebensdauer, Ladekapazität und Qualität der Akkus. Die Wahl der Antriebstechnik ist daher entscheidend – sowohl für das Endergebnis als auch für die Effizienz der gesamten Anlage.

Übersicht über unsere Lösungen für die Prozesstechnik der Batteriezellfertigung

Mischen


Im ersten Produktionsschritt der Elektrodenfertigung werden Kathoden- und Anodenrezeptur mit weiteren Aktivmaterialien (Leitadditive, Lösungs- und Bindemittel) mithilfe eines rotierenden Werkzeugs vermischt. Nach der Trockenmischung folgt eine Nassmischung (Dispergieren) und je eine Paste für Kathode und Anode, der sogenannte Slurry, entsteht. Der Antrieb für das Rührwerkzeug muss hohen Quer- und Axialkräften widerstehen sowie mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten mischen.


Ihre Anforderung

  • stabile und hohe Geschwindigkeiten
  • lange Lauf- und Lebenszeit der Antriebe
  • widerstandsfähig gegenüber hohen Quer- und Axialkräften

Unsere Lösung

Industriegetriebe der Baureihe X Industriegetriebe der Baureihe X Drehstrommotor Baureihe DRN Drehstrommotor Baureihe DRN Applikationsumrichter MOVIDRIVE® Applikationsumrichter MOVIDRIVE®

Beschichten & Trocknen


Der fertig gemischte Slurry wird beidseitig auf die Aluminium- oder Kupfer-Trägerfolie aufgetragen. Die Metallfolie wird von der Spule abgewickelt und unter konstanter Spannung über eine Auftragsrolle unter dem Auftragssystem vorbeigeführt, sodass eine gleichmäßige Beschichtungsdicke erreicht wird. Ein entscheidender Punkt ist hier eine konstante Folienvorspannung, denn wegen der beidseitigen Beschichtung kann das Band nicht abgelegt werden und zudem müssen Folienrisse vermieden werden. Direkt im Anschluss wird das beschichtete Elektrodenband in den Trockner geführt. Hier wird dem Slurry das Lösungsmittel entzogen, sodass nur das trockene Substrat auf der Folie verbleibt. Nach dem Trocknerdurchlauf wird über Kühlwalzen auf Raumtemperatur gebracht und wieder aufgewickelt.


Ihre Anforderung

  • makellose Oberflächenqualität
  • exakte Schichtdickengenauigkeit
  • korrekte und konstante Folienvorspannung
  • unterbrechungsfreier Anlagenbetrieb bei Netzausfall

Unsere Lösung

Synchrone Servomotoren der Baureihen CM3C oder CMP Synchrone Servomotoren der Baureihen CM3C oder CMP PxG Servo-Planetengetriebe oder Kegelradgetriebe PxG Servo-Planetengetriebe oder Kegelradgetriebe Applikationsumrichter MOVIDRIVE® Applikationsumrichter MOVIDRIVE® MOVI-C®-CONTROLLER UHX MOVI-C®-CONTROLLER UHX Power and Energy Solutions Energiemanagementsystem Power and Energy Solutions Energiemanagementsystem Softwarelösung für Wickler Softwarelösung für Wickler

Kalandern


Beim Kalandern wird die beidseitig beschichtete und getrocknete Kupfer- bzw. Aluminiumfolie (Elektrodenfolie) in einem Walzwerk verdichtet. Dazu wird sie durch mehrere rotierende Walzenpaare geführt, zwischen denen sie bei einem exakt definierten Liniendruck verdichtet wird. Ein konstanter Druck von oben und unten reduziert die Porosität des beschichteten Substrats.


Ihre Anforderung

  • konstante Geschwindigkeit
  • Rundlaufgenauigkeit der Walzen
  • exakte Einhaltung des Liniendrucks

Unsere Lösung

Planetengroßgetriebe Planetengroßgetriebe Industriegetriebe der Baureihe X Industriegetriebe der Baureihe X

Slitten


Nach dem Verdichten wird das Elektrodenband der Länge nach in mehrere schmalere Bänder unterteilt. Dazu wird das Muttercoil abgerollt und entweder thermisch mittels Laser oder mechanisch mit Messerrollen zerschnitten. Schnittreste werden abgesaugt oder abgebürstet und die zugeschnittenen Bänder wieder auf sogenannte Tochtercoils aufgewickelt.


Ihre Anforderung

  • exakte Schnittqualität
  • konstante und hohe Geschwindigkeit
  • unterbrechungsfreier Anlagenbetrieb bei Netzausfall

Unsere Lösung

Synchrone Servomotoren der Baureihen CM3C oder CMP Synchrone Servomotoren der Baureihen CM3C oder CMP PxG Servo-Planetengetriebe oder Kegelradgetriebe PxG Servo-Planetengetriebe oder Kegelradgetriebe Applikationsumrichter MOVIDRIVE® Applikationsumrichter MOVIDRIVE® MOVI-C®-CONTROLLER UHX MOVI-C®-CONTROLLER UHX Power and Energy Solutions Energiemanagementsystem Power and Energy Solutions Energiemanagementsystem Softwarelösung für Wickler Softwarelösung für Wickler

Zellassemblierung

Vereinzeln: Für Pouchzellen werden zunächst einzelne Blätter in entsprechender Größe aus der Rolle herausgeschnitten oder –gestanzt.

Stapeln und Wickeln: Anschließend werden diese ausgeschnittenen Anoden- und Kathoden-Sheets abwechselnd gestapelt; für prismatische und Rundzellen werden die beschichteten Elektrodenbänder und ein Separatorband zu einer sogenannten Jelly-Roll gewickelt.

Einbringen in die Batteriehülle: Zunächst werden die Ableiterfolien mit den Zellableitern mittels Ultraschall- oder Laserschweißen kontaktiert. Anschließend wird der Elektrodenstapel bzw. die Jelly-Roll in die Verpackung eingebracht und abschließend über Impuls- oder Kontaktsiegel bzw. mittels Laserschweißen verschlossen und versiegelt, bevor die Zellen gleichmäßig mit einer flüssigen Elektrolytmischung befüllt werden.


Ihre Anforderung

  • exakte Positioniergenauigkeit
  • koordinierte Verfahrbewegungen
  • hohe Geschwindigkeit
  • Vermeidung von Beschädigungen
  • unterbrechungsfreier Anlagenbetrieb bei Netzausfall

Unsere Lösung

Servo-Planetengetriebemotoren Baureihen PxG® CM3C.. Servo-Planetengetriebemotoren Baureihen PxG® CM3C.. Applikationsumrichter MOVIDRIVE® Applikationsumrichter MOVIDRIVE® MOVI-C®-CONTROLLER UHX MOVI-C®-CONTROLLER UHX Power and Energy Solutions Energiemanagementsystem Power and Energy Solutions Energiemanagementsystem MOVIKIT® Positioning, Robotics, RotaryKnife & FlyingSaw MOVIKIT® Positioning, Robotics, RotaryKnife & FlyingSaw Softwarelösungen für koordinierte Verfahrbewegungen und Wickeln Softwarelösungen für koordinierte Verfahrbewegungen und Wickeln

Handlingsprozesse


Entlang des gesamten Fertigungsprozesses kann Antriebstechnik von SEW-EURODRIVE Ihre Produktion optimieren. Seien es Handlingsportale für den Transport im Raum, Hubwerke für die vertikale Verlagerung, Verschiebeachsen oder auch das Handling von Werkzeugarmen in variable Richtungen.


Ihre Anforderung

  • reibungsfreier Ablauf
  • hohes Tempo
  • exaktes Timing
  • präzise Bewegungen
  • variabler Einsatz für diverse Werkzeugapplikationen (Wenden, Greifen, Schneiden, Stanzen, Schweißen, …)

Unsere Lösungen
3-Achsportal zum Transfer von Folien und Spulen

PxG® Servo-Planetengetriebe oder Kegelradgetriebe PxG® Servo-Planetengetriebe oder Kegelradgetriebe Synchrone Servomotoren der Baureihen CM3C oder CMP Synchrone Servomotoren der Baureihen CM3C oder CMP Applikationsumrichter MOVIDRIVE® Applikationsumrichter MOVIDRIVE® MOVI-C®-CONTROLLER UHX MOVI-C®-CONTROLLER UHX MOVIKIT® Softwaremodule Gearing & Positioning MOVIKIT® Softwaremodule Gearing & Positioning

Dreh-, Schwenk und Wendeeinheiten für Spulen

Kegel- / Stirnradgetriebe der Baureihen K- oder R- Kegel- / Stirnradgetriebe der Baureihen K- oder R- Dezentrale MOVI-C® Antriebseinheit MOVIMOT® advanced Dezentrale MOVI-C® Antriebseinheit MOVIMOT® advanced MOVIKIT® Softwaremodul MOVIKIT® Positioning MOVIKIT® Softwaremodul MOVIKIT® Positioning

Life Cycle Services

Unter Life Cycle Services verstehen wir bei SEW-EURODRIVE Service- und Dienstleistungen sowie Hilfsmittel und Tools entlang Ihres kompletten Anlagen­lebenszyklus. Angefangen bei der ersten Orientierung bis hin zur Nutzung und Modernisierung Ihrer Maschinen und Anlagen.

Gerne schnüren wir Ihnen ein maßgeschneidertes Servicepaket – ganz nach Ihren Wünschen und jederzeit skalierbar.

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