电池用天鹅绒手套

自 2009 年以来，政府一直在推广电动汽车。电池技术的开发和生产也在推进之中：行业和政界都在努力建立和扩大开发和生产的技术诀窍。在 2021 年的 "德国电池论坛 "上，联邦教育和研究部部长的议会国务秘书 Michael Meister 博士证实了德国可以经济地生产电池单元这一事实。德国汽车生产商关于合作、自己的研究实验室和系列生产试验工厂的报告也证实了这一点。除了在电动汽车中的应用，电池在日常生活中也同样重要。从无线螺丝刀到电动自行车和智能手机，人们无法想象没有电力 "随身携带 "的生活。同样重要的还有固定应用，例如用于缓冲再生发电的能量。

每种应用都对电池技术提出了自己的要求。但对于生产来说，后续使用是次要的--因为在这里，在任何情况下，都必须将最细致和最精确的要求与具有竞争力的电池生产相协调。施迈茨公司生产的特殊吸盘和末端执行器是不可替代的小帮手，它们能够轻柔地移动敏感的阴极、阳极、分离器和袋装电池。

两块浆料和两块金属箔构成了每块驱动电池的基础。阳极是在铜箔上涂抹石墨浆料。阴极由铝箔组成，铝箔上涂有镍、钴、锰和锂的金属氧化物混合物。双面涂装的铝箔经过干燥、压延和切成尺寸。现在就可以堆叠了。"真空自动化和真空抓具业务模块负责人 Maik Fiedler 博士解释说："我们推荐使用特殊的 STGG 抓具，因为它们可以高度动态地抓取敏感的箔片。STGG 交替抓取阳极、分离器、阴极和分离器，以便将它们沉积到彼此的顶部。这里的重点是速度和精确定位。在工艺过程中，抓具不能留下任何痕迹，也不能污染敏感的涂装。"我们的解决方案叫做 PEEK，"费德勒博士说。施迈茨使用化学耐受性极强的聚醚醚酮来生产吸盘，吸盘上有许多小孔径，可以抓取整个表面。扁平的表面将表面压力降至最低。STGG 的激活吹气功能可加速取放工艺，而高流量则可防止颗粒残留在电极上。无活动部件的气动真空产生装置使特殊的抓具适用于洁净室和干燥室。

特殊的抓盘 STGG 也适用于分离和沉积薄分离器薄膜。分离器通常由非常细孔的灵活的塑料或无纺布组成。它们在空间上将阳极和阴极相互分离，防止短路。与此同时，它们还能渗透正锂离子，这些正锂离子在放电时从阳极流向阴极，并在充电时再次迁移到后部。"STGG 以高流量工作，因此也能安全地抓取多孔材料，"费德勒博士解释道。符合 ESD 标准的表面还能可靠地消散静电荷，从而防止不必要的粘附。

电池堆准备就绪后，突出的导体旗帜会被缩短，然后电池堆会被装进一个袋状箔片中。四周密封后，所谓的袋装电池就可以注入电解液了。"小袋电池很敏感，在任何情况下都不能让抓具变形。此外，根据应用的不同，它们的形状也可以不同。"Fiedler 博士解释道。轻型抓具 SLG 适用于任何几何形状。施迈茨公司在客户在线配置后进行快速生产，从而保证了较短的运输时间。使用 SFF 或 SFB1 系列的结构式吸盘，可以在抓取过程中避免铝箔复合膜被深度拉伸。这两种型号都将吸盘表面蜂窝状的支撑面和软的、特别扁平的密封唇组合在一起。这使得它们能以较高的吸力轻柔地抓取，而不会使小袋表面变形。

与抓具的材料、几何形状和尺寸同样重要的是真空。如何产生真空和在何处产生真空是实现高度动态和绝对安全处理的关键。"我们的 SCPM 系列分散式真空产生装置可以满足所有这些需求。它们不仅结构紧凑，而且吸力强劲，"费德勒博士说。它们的体积非常小，可以安装在靠近吸盘的位置，从而将电源损耗降至最低。当没有电流时，集成式真空发生器的阀会关闭。这样，即使电源出现故障，抓具也能牢牢抓住电池单元。"费德勒博士补充说："另一个优点是，用户可以将特殊的功能集成到系统中，例如冗余真空产生装置或工件检测。"

适当的搬运系统可将单个电池配售到一个模块中，然后将它们串联或并联。根据手机制造业和车辆类别的不同，几个模块可组合成一个电池组，该电池组由较少或较多的电池袋组合而成。

袋装电池的优点是设计扁平，可以很好地散热。它们用途广泛，能最佳利用电池模块中可用的体积。其缺点是外壳敏感，不能保护阳极、阴极和分离器免受机械的影响。此外，由于老化工艺等原因，它们还存在膨胀的风险。因此，圆柱形硬壳电池通常用于一些电动汽车以及消费类电子产品、电动自行车和工具中。"为了在模块组装中处理圆形电池，我们需要为用户提供可以自由配置的抓具。这取决于单个电池的直径有多大、以何种方式排列和需要抓取多少个电池，"Maik Fiedler 博士介绍说。"得益于 3D 打印技术，从批量尺寸一开始就可以轻松实现这一点"。如果用户选择由低压印特殊材料 HT1 制成的吸盘，就可以直接在极点处抓取电池，这种材料还能起到绝缘材料的作用。这样，即使是带电的电池也能安全定位。高流量对于快速和清洁的取放工艺也很重要。"这正是集成真空产生装置的优势所在。喷射器上有一个安全阀，即使在没有电源的情况下也能保持真空状态，从而保障了工作压力，"费德勒博士补充道。如果需要纵向抓取圆形电池片，施迈茨推荐使用高性能版本的磁性吸盘 SGM。在这种情况下，永磁体可确保操作安全。"它们结构紧凑、重量轻和夹持力大，"费德勒博士列举了它们的优点。只要电池外壳是铁磁性的，它们就会有效。

现在差不多完成了：箔片变成了电池。电池被组合成模块，现在模块被连接成电池组，并配有冷却板、布线和电子设备。"灵活性在这里非常重要。存储的几何形状可以和表面结构一样各不相同，"Maik Fiedler 博士解释说。即使模块很重，也不能被抓具损坏--真空抓具可以做到这一点。大面积吸盘 FQE 采用模块化设计，非常适合全自动抓具和放置应用。大面积吸盘 FMP 也具有同样的通用性。其密封泡沫也适应于结构化表面。通过高效节能的集成式真空产生装置，两者都能确认较低的运行成本。

在非自动化的工作步骤中，真空提升装置 JumboFlex 等手动升降辅助装置可减轻装配人员的工作压力。这些可以是冷却模块或盖板，它们必须在端盖上手动放置电池外壳。Safety+ 操作手柄单元提供了额外的安全性：双手释放概念可在放置过程中保护特别敏感的工件。此外，还可以降低速度。

电池组现在可以进行漏气测试--外壳和冷却系统不得出现任何漏气现象。电池管理系统会收到适合该车类型的最新软件，并在严格监控下进行网络中的首次充放电工艺。如果线路和电子设备正常，电池管理系统和所有子组件一样工作正常，那么就大功告成了。在贴上警告和 ID 标签后，电池就可以进行移动式运输了。"从粉末到成品能源存储装置，这是一个漫长而复杂的过程。我们知道如何安全地搬运每个工艺步骤和为客户量身定制解决方案，"Maik Fiedler 博士说。