锂电池涂布螺杆泵检测系统设计及应用

锂电池涂布机关键技术摘要：大容量动力蓄电池逐渐成为动力电源的主体，其中作为绿色蓄电池的动力锂电池，以其能量高、工作电压高、工作温度范围宽、体积小、质量轻、贮存寿命长等特点，且具有不会造成二次污染、不具有记忆效应等优点，成为新能源储能首选。

但锂电池生产装备仍是制约国内当前锂电池产业发展的一个重要瓶颈，如搅拌、涂布、卷绕、注液作为锂电池制造的关键工艺环节，对装备的依赖性非常高。

涂布是锂电池生产的重要工序，涂布设备的性能优劣直接影响着锂电池产品的最终性能。

本文主要分析了锂电池涂布机关键技术。

关键词：锂电池；涂布机；关键技术1、动力锂电池及涂布机的主要生产工艺新能源汽车的发展间接促进了锂电生产设备的市场需求，虽然我国动力锂电池产能最高，但是锂电池生产设备水平落后，特别是与日韩的锂电池设备厂商存在较大技术差距，目前有很大比例的锂电池生产设备依赖进口，国产化设备的替代空间很大。

动力锂电池主要的生产工艺流程如图1所示，其中涂布是整个工艺流程的第二步，涂布是将制备好的浆料均匀涂覆在传送基带上并烘干。

高质量的涂布极片表面平整光滑、敷料均匀、附着力好、干燥、不脱料、不掉料、不缺料、无积尘、无划痕、无气泡。

电池的寿命受电极质量的影响，电极的质量主要取决于加工和制造技术，所以涂布的质量、精度以及稳定性是保证动力锂电池质量及可靠性的基础。

图1 动力锂电池生产工艺流程图锂电池涂布机主要是用来将阴阳极锂电池浆料均匀地涂覆在厚度为6～30μm 的铜箔或铝箔上面，并进行烘干处理，烘干后极片的厚度约为0.1～0.2mm。

其工艺流程为：安放在放卷装置上的极片基材经自动纠偏后进入浮辊张力系统，调整放卷张力后进入涂布头，极片浆料按涂布系统的设定程序进行涂布。

涂布后的湿极片进入烘箱由热风进行干燥。

干燥后的极片经张力系统调整张力，同时控制收卷速度，使它与涂布速度同步。

极片由纠偏系统自动纠偏使其保持在中心位置，由收卷装置进行收卷。

2、锂电池涂布机的关键技术研究2.1涂布技术涂布系统按照涂布方式特点可分为转移式涂布和挤压式涂布两种，挤压式涂布系统比转移式涂布系统的机头涂布部分和上料部分更加复杂，其余结构基本相同，主要有收放卷部分、烘干部分和电气控制部分组成。

螺杆泵远程自动控制及监测系统1. 系统实施背景对井下液位高度的测量和现场设备工作状况的监测是测井工作的重要组成部分，通过对各种井下、井上工况参数的监测可以全面控管排采井的水位、排量以及螺杆泵的运行状态，在抽水控制、排采监测、制止违规操作等方面发挥着不可替代的作用。

测井监理工作“点多、面广、量大”，而且具有“全方面、全天候、全时制”的特点。

为彻底解决相关技术人员不足的问题、节约成本、提高效能，必须采用自动化、信息化、科学化的高科技手段，建设螺杆泵远程自动控制及监测系统，为测井工作的管理和安全提供技术支持！通过人工职守的方式来实现对井的监测，这种方式实现简单，运行费用也相对较低。

但基于人工方式不可避免的存有欠缺。

首先，测井工作人员每测一口井需要花费10-30分钟的时间，而且一个人同一时刻只能使一个排采井处于被监测状态，因而很难对测井队所辖区域内的所有排采井进行整体上的管理。

其次，实时性很差，无法在第一时间将所有超标情况反映给相关的部门。

第三，被监测的井处于离线脱网状态，监测数据如果由于人为原因很容易造成设备损坏将最终导致监测数据的丢失甚至无法第一时间掌握现场状况。

如何克服上述问题，寻求一种智能化的数据监测和控制方式已经成为现阶段测井在线监测系统建设的迫切需要。

2．系统简介螺杆泵远程自动控制及监测系统是由井下螺杆泵、地面驱动装置、变频器、可编程远程测控终端、传感器、GPRS数据通讯网络及上位机管理系统软件等组成。

具有可靠性高、体积小、交互式的人机界面，操作、维护方便等特点。

该自动化控制系统，可单独用于其它排采泵型，便于更广泛推广应用。

该系统应用在煤层气排采井中，主要作用是需要监测井下水液位（通过井下压力换算得出）、井口出水压力和流量、井口排气瞬时和累计流量、电机工作频率、转速、工作电压、电流等参数。

在螺杆泵使用变频控制技术的基础上，实现手动控制方式和自动控制方式。

由于地下水的液面位置是不断变化的，为了防止液面过低导致的螺杆泵空抽现象，所以要求要根据液面的实际情况控制变频器的输出频率从而达到控制电机转速的目的。

锂离子电池浆料狭缝式涂布初期流场模拟研究巫湘坤【摘要】锂离子动力电池极片涂布过程具有浆料粘度大、涂层厚、基材薄、精度要求高等特点,目前广泛采用狭缝挤压式涂布技术.采用实验和流体力学有限元分析方法对锂离子电池负极浆料在铜箔基材上的狭缝式涂布初期流场进行分析,结果表明模拟得到的涂层厚度与实验结果吻合,说明计算模型可靠.当浆料入口速度为0.035 m/s时,外流场区域被基材带走的浆料能及时得到补充,上流道和下流道均能在最短的时间内稳定,这是最佳的涂布操作工艺范围.%The electrode coating of lithium-ion battery is a high-precision process with highly viscous slurry,large coating thickness and thin substrate.Now slot-die coating is actually the most used coating method for the electrode manufacturing of lithium-ion battery.The experimental and numerical methods were used to analyze the initial flow of lithium-ion battery anode slurries coated on the copper film.The results show that the numerical model is fairly reliable because the simulated result of the wet film thickness is close to the experiment one,and the inlet velocity of 0.035 m/s is the best coating process condition,in which,the slurries taken away by the moving web can be timely supplied from the inlet,therefore both above and below flows can be stable in the shortest time.【期刊名称】《电源技术》【年(卷),期】2018(042)004【总页数】4页(P500-503)【关键词】锂离子电池;狭缝式涂布;有限元模拟【作者】巫湘坤【作者单位】北京七星华创电子股份有限公司,北京100016【正文语种】中文【中图分类】TM912极片制作工艺是制造锂离子动力电池的基础工艺，对设备的精度、智能化水平、生产性能的可靠性等要求非常高[1]。

螺杆泵数字转速测量系统的研制的开题报告一、选题的背景和意义螺杆泵作为一种常见的正位移泵，广泛应用于石油、化工、冶金、电力和轨道交通等领域。

在螺杆泵的运行中，准确的数字转速测量对于确保其正常运行和性能优化至关重要。

然而，传统的机械式转速计在数字化时代已经不能满足计算机控制、网络化监控等需求，因此，开发一种数字化的螺杆泵转速测量系统具有重要的应用价值和实际意义。

二、主要研究内容本课题旨在开发一种基于单片机和光电编码器的数字化螺杆泵转速测量系统。

具体来说，主要包括以下研究内容：1. 设计合适的硬件电路和数据采集接口，采用单片机控制系统实现泵头转速数字化测量和数据采集；2. 研究和选择合适的光电编码器，通过光电传感器测量螺杆泵转子的转动速度，并将转速转换成数字信号输出；3. 学习和应用数字信号处理技术，对采集到的数据进行滤波、放大和去噪处理；4. 通过软件程序实现数字化螺杆泵转速的定时、计数和显示，进一步提高系统测量精度。

三、研究预期目标通过本课题的完成，预期可以得到以下结果：1. 一套基于单片机和光电编码器的数字化螺杆泵转速测量系统，具有较高的测量精度和稳定性，可以满足工程实际应用需求；2. 掌握相关的数字信号处理和单片机控制技术，进一步提高对数字传感器测量和控制系统的应用能力和创新能力；3. 提高对螺杆泵数字化测量技术的理解和研究水平，为未来的同类研究奠定良好的基础。

四、研究方法和步骤1. 研究数字信号处理的相关技术，包括数字电路原理、单片机编程、光电编码器选型和信号采集处理等方面的知识；2. 设计系统硬件电路，选用合适的单片机和光电编码器，建立数字信号采集和处理系统；3. 利用单片机编程和数字信号处理技术，对采集到的信号进行滤波、放大和去噪等处理，提高系统的测量精度和稳定性；4. 通过测试和验证，评估系统的性能和可靠性，进一步完善系统的功能和性能。

五、论文的结构安排本论文预计包括以下几个章节：第一章绪论1.1选题背景和意义1.2国内外研究现状及进展1.3主要研究内容和方法1.4研究预期目标及意义1.5文章结构安排第二章原理分析2.1螺杆泵运行原理2.2数字信号处理技术原理2.3光电编码器及其原理2.4单片机控制及其原理第三章系统设计3.1硬件设计及其实现3.2软件设计及其实现3.3系统集成调试第四章系统测试与分析4.1系统测试准备4.2系统功能试验4.3系统性能测试第五章总结与展望5.1研究总结5.2研究局限5.3未来研究方向参考文献。

锂离子动力电池测试系统的设计与应用的开题报告
本文将介绍一个关于锂离子动力电池测试系统的设计与应用的开题报告，主要分为以下几个部分：
1. 研究背景及意义
锂离子电池是目前广泛应用于移动电源设备、电动汽车等领域中的一种高能量、高电压、高功率密度的新型电池。

尽管锂离子电池在技术上已经得到了长足发展，但其性能方面的提高还有很多待办事项，其中电池的长寿命、高安全性、高能量密度、高稳定性等方面的提升亟待解决。

因此，设计一台高精度的锂离子动力电池测试系统是解决这些问题的重要一步。

2. 研究内容及方法
本研究将设计一套基于LabVIEW平台的锂离子动力电池测试系统，实现对锂离子电池电压、电流、温度、容量等性能参数的全方位测试与监控。

在具体实施上，首先需要建立测试系统的硬件平台，包括微处理器、模数转换器、电路板等。

其次，需要设计测试系统的软件界面，实现数据采集、实时显示、控制设备、计算数据等功能。

最后，通过实验验证测试系统的性能指标，包括测试精度、响应时间、稳定性等。

3. 研究预期成果及意义
本研究的预期成果是设计出一套能够提高锂离子电池性能指标的动力电池测试系统，在电池实验研究中提供有效的测试手段和数据支持。

同时，该系统具有操作简便、高响应速度、高精度、高可靠性等优点，可以应用于电池质量检验、电池生产监测等方面，对提高电池性能、加快电池研发进程具有重要的实际意义。

总之，本研究的目标是设计出一套能够满足电池研究需求并促进电池产业发展的高精度、高可靠性的锂离子动力电池测试系统，为今后电池产业的研发与应用做出贡献。

浅析锂离子电池极片涂布工艺
在锂离子电池的生产制造中，是由一个个工艺步骤严密联络起来的过程。

整体来说，锂电池的生产包括极片制造工艺、电池组装工艺以及最后的注液、预充、化成、老化工艺。

在这三个阶段的工艺中，每道工序又可分为数道关键工艺，每一步都会对电池最后的性能形成很大的影响。

 在极片制造工艺阶段，可细分为浆料制备、浆料涂覆、极片辊压、极片分切、极片干燥五道工艺。

在电池组装工艺，又根据电池规格型号的不同，大致分为卷绕、入壳、焊接等工艺。

在最后的注液阶段又包括注液、排气、封口、预充、化成、老化等各个工艺。

 电池制造过程中每道工序都会造成一定的浪费，浪费的原因有员工失误、设备失误、环境原因等等，为了保证产品的成本率足够好，就尽量保证每一步产品都是合格的。

 涂布的意义
 浆料涂覆是继制备浆料完成后的下一道工序，此工序主要目的是将稳定性好、粘度好、流动性好的浆料均匀地涂覆在正负极集流体上。

极片涂布对锂电池具有重要的意义，主要体现在以下几点：
 1.对成品电池容量具有重要意义。

在涂布过程中，若极片前、中、后三段位置正负极浆料涂层厚度不一致，则容易引起电池容量过低、过高，更易在电池循环过程中形成析锂，影响电池寿命。

 2.对电池的安全性有重要意义。

涂布之前要做好5S工作，确保涂布过程中没有颗粒、杂物、粉尘等混入极片中，如果混入杂物会引起电池内部微短路，严重时导致电池起火爆炸。

锂离子电池领域涂布技术发展摘要：锂离子电池自上世纪90年代实现商业化以来，随着需求量的激增，以及应用领域的扩张，推动了其制造过程的发展进步。

作为锂离子电池生产制造过程中及其关键的一个环节——正负极极片的涂布，在很大程度上影响着最终电池的性能。

通过回顾锂离子电池生产过程中的涂布技术，总结其发展过程，并针对目前存在的痛点和难点问题，展望未来技术发展动向。

关键词：锂离子电池；涂布；极片1.前言锂离子电池的生产工艺较为复杂，且部分关键工序在环境管控、设备精度等方面要求极其严格。

随着加工工艺、设备能力等方面的不断发展进步，锂离子电池在能量密度提升、安全性等方面也有了长足的进步。

锂离子电池电极的生产制造决定了电池性能的70%以上，而涂布工艺又直接决定了极片的品质。

所谓涂布工艺，是指在一种基材的一面或者两面涂上覆盖层、上光层或保护层的过程。

涂布过程基本都是经历从湿膜，烘箱干燥，到干膜的过程。

对于锂离子电池，正负极极片涂布，即为将制备好的正负极浆料，通过涂布设备均匀地涂覆到集流体基材上，正极为铝箔，负极为铜箔，然后通过烘箱对湿膜进行烘干，使浆料内的溶剂充分挥发，经收卷装置获得初步加工的正负极极片卷。

涂布技术的发展，不仅仅体现在设备的更新换代，同时也伴随在锂离子电池技术发展的潮流浪潮中。

1.涂布技术发展2.1影响因素锂离子电池正负极浆料的性质直接决定了涂布的效果，对于涂布所需的浆料，正常情况下关注其粘度、细度以及固含量。

随着锂离子电池行业的整体发展，对于浆料的研究也开始更加科学，例如很多公司为保证涂布效果，开始深入研究浆料的流变特性，重点考量浆料的剪切速率-粘度变化，以此来模拟涂布时高剪切下浆料的粘度变化情况，进而能够做到最佳的流平状态，最终保证极片的品质。

当然涂布形式的不同，对浆料的要求也是有所区别的。

一般情况下，锂离子电池正极浆料选择N-甲基吡咯烷酮（NMP）有机液体作为溶剂，即所谓的油系浆料，其粘度一般较高，例如磷酸铁锂体系采用湿法制得的正极浆料，当固含量54%时，粘度约为8000-12000mPa·s；而同样粘度下的镍钴锰三元体系浆料，其固含量却可以做到70%以上。