Экструзионная линия для производства изоляционных листов для батарей новой энергии

С быстрым расширением мировых рынков электромобилей (EV) и систем хранения энергии (ESS) спрос на надежные, огнестойкие и легкие изоляционные материалы для аккумуляторов растет в геометрической прогрессии.

Изоляционные листы ПК (также называемые огнестойкими листами ПК), производимые этими линиями, используются в нескольких ключевых областях применения: прокладки и прокладки аккумуляторных элементов электромобилей, верхние крышки и корпуса аккумуляторных блоков, изоляционные пластины клемм, сепараторы модулей внутри аккумуляторных блоков и защитные слои между элементами для предотвращения коротких замыканий и распространения тепла.

Огнестойкий материал ПК обладает превосходными свойствами: не содержит галогенов, фосфора, экологически безопасен, устойчив к высоким температурам, высокому напряжению, низкому водопоглощению и превосходным изоляционным характеристикам. Эти характеристики позволяют изоляционным листам ПК постепенно заменять традиционные материалы, такие как ПП и ПВХ, для изготовления корпусов и верхних крышек аккумуляторов, становясь предпочтительным выбором в современных конструкциях аккумуляторов. Кроме того, поликарбонат обеспечивает превосходную термическую стабильность и электрическую изоляцию, что делает его особенно подходящим для сложных условий внутри аккумуляторных блоков электромобилей.

Сравнение технических характеристик

Линии JWS 120 и JWS 130 могут производить лист шириной 1100 мм и толщиной от 0,125 мм до 0,43 мм с максимальной производительностью экструзии 400 кг/ч и 500 кг/ч соответственно.

Экструзионные линии JWS 120 и JWS 130 включают в себя ряд технических инноваций, которые отличают их от обычного оборудования для экструзии листов.

Конструкция винта, специфичная для ПК. В линии используется специальный шнек для ПК, обеспечивающий полную и однородную пластификацию сырья ПК. Такая конструкция устраняет распространенные дефекты экструзии, такие как кристаллические точки, черные и белые пятна на поверхности листа, которые обычно возникают из-за плохой или чрезмерной пластификации из-за неправильного выбора шнека. Учитывая высокую вязкость и температурную чувствительность поликарбоната, конфигурация шнека имеет решающее значение для успешной обработки. PC требует более высокого соотношения длины/диаметра (L/D) для улучшения пластификации, и серия JWS разработана соответствующим образом.

Точный контроль температуры. Трехвалковая система каландрирования оснащена независимым контролем температуры валков, обеспечивающим точность в пределах ±1°C. Такой точный контроль обеспечивает хорошую пластификацию ПК-материала и гарантирует равномерную толщину листа и гладкую поверхность по всей ширине 1100 мм. Поддержание стабильности температуры расплава имеет решающее значение, поскольку даже колебание на 2–3°C может вызвать значительные изменения скорости потока и толщины листа.

Специальная конструкция рассеивания тепла рулона. В валках используется специальная конструкция рассеивания тепла, которая предотвращает неравномерность толщины листа, вызванную неравномерным нагревом и охлаждением поверхности валков, тем самым обеспечивая постоянную толщину листа от края до края.

Сервоприводная трансмиссия. Компоненты трансмиссии используют сервоуправление, обеспечивающее более высокую точность, чем традиционные системы привода. Это обеспечивает стабильное натяжение листа во время вытягивания, устраняя поверхностные морщины и предотвращая повреждение листа.

Высокий уровень автоматизации. Вся линия высокоавтоматизирована, что снижает трудоемкость и значительно повышает общую эффективность работы. Автоматизированные процессы включают контроль давления расплава, контроль толщины, охлаждение, резку и штабелирование.

Устойчивая к коррозии конструкция. Шнек изготовлен из высококачественной легированной стали 38CrMoAlA, что обеспечивает долговечность и высокую устойчивость к нагрузкам при экструзии ПК, тем самым продлевая срок службы оборудования.

В совокупности эти преимущества позволяют серии JWS достигать такого уровня эффективности производства и качества продукции, которые делают эти линии конкурентоспособной альтернативой импортному оборудованию.

Обеспечение качества имеет решающее значение при производстве изоляционных листов для аккумуляторов, поскольку эти компоненты напрямую влияют на безопасность и надежность аккумуляторов. Линии JWS 120 и JWS 130 оснащены многоступенчатой ​​системой контроля качества, которая контролирует производство от подготовки сырья до окончательной проверки продукции.

Он-лайн мониторинг качества

Контроль давления и температуры расплава. Во время экструзии давление и температура расплава постоянно контролируются датчиками, встроенными в зоны цилиндра и матрицы. Материал ПК требует чрезвычайно стабильного температурного режима, так как при температуре выше 340°C он начинает разлагаться. Многозонные ПИД-регуляторы температуры поддерживают стабильность в пределах ±1°C, предотвращая деградацию материала, которая может привести к функциональному отказу продукта.

Он-лайн измерение толщины. Являясь ключевым инструментом проверки качества, онлайновый толщиномер обеспечивает видимость в реальном времени, постоянно отображая распределение толщины поперек произведенного листа. Это позволяет операторам оперативно обнаруживать и корректировать отклонения по толщине, предотвращая выпуск несоответствующей продукции.

Проверка качества поверхности. Системы визуального контроля и ручные проверки используются для обнаружения дефектов поверхности, таких как пузырьки, вздутия, шероховатости или неровная текстура.

Этапы внутрипроизводственного контроля качества

Размерный контроль. Экструдированный продукт регулярно измеряется для проверки соответствия допускам на размеры, включая общую ширину (1100 мм ± допустимое отклонение) и однородность толщины (диапазон 0,125-0,43 мм с жестким контролем распределения поперечного сечения).

Контроль плотности и однородности. Экструдированный материал сохраняет равномерное распределение огнезащитных добавок и других модификаторов по всему листу, предотвращая локальные недостатки характеристик. Специальная конструкция шнека с улучшенной секцией смешивания обеспечивает адекватное диспергирование огнезащитных добавок перед секцией гомогенизации.

Испытание механических свойств. Готовые листы подвергаются испытаниям на механические свойства, в том числе на прочность на разрыв, ударопрочность (поликарбонат примерно в 200 раз прочнее стекла) и испытания на гибкость, чтобы убедиться, что материал соответствует требованиям к использованию в батареях.

Термические и огнестойкие испытания. Учитывая критический характер безопасности аккумуляторов, готовые изоляционные листы проходят строгие испытания на огнестойкость. Огнестойкость обычно проверяется в соответствии со стандартами UL94 V-0 или VTM-0, гарантируя, что лист не будет распространять пламя в случае выхода из строя батареи.

Постпроизводственная проверка качества

Первая проверка изделия (FAI). В начале каждой производственной партии отбираются образцы для комплексных испытаний размеров, внешнего вида и механических свойств, прежде чем начнется полное производство.

Пакетная выборка. В ходе непрерывного производства образцы отбираются через заданные промежутки времени для лабораторных испытаний, чтобы подтвердить постоянное соответствие спецификациям заказчика.

Итоговый аудит качества. Перед упаковкой и отправкой готовые рулоны или нарезанные листы проходят окончательный визуальный осмотр и проверку размеров на соответствие требованиям заказчика.

В1: Каких типичных результатов можно достичь с помощью линий JWS 120 и JWS 130?
JWS 120 имеет максимальную производительность 400 кг/ч, а JWS 130 может достигать 500 кг/ч, в зависимости от толщины листа, состава материала и условий эксплуатации. В обеих моделях используется конструкция одношнекового экструдера, что упрощает обслуживание и сокращает время простоя по сравнению с более сложными многошнековыми системами.

В2: Какой диапазон толщины могут производить эти линии?
Обе линии предназначены для производства изоляционных листов ПК толщиной от 0,125 мм до 0,43 мм и шириной 1100 мм. Толщину можно регулировать, регулируя кромку матрицы и зазор между валками в соответствии с конкретными требованиями заказчика.

Вопрос 3. Почему поликарбонат (ПК) более подходит для изоляции аккумулятора, чем другие материалы?
ПК предлагает несколько ключевых преимуществ: превосходную ударопрочность (примерно в 200 раз прочнее стекла), легкую конструкцию, хорошую термическую стабильность, собственные электроизоляционные свойства и способность включать огнезащитные добавки при сохранении механических характеристик. По сравнению с ПП или ПВХ, огнестойкий лист ПК демонстрирует превосходную термическую стабильность и стабильность размеров в условиях высокого напряжения.

В4: Может ли эта линия производить огнестойкий лист ПК, соответствующий требованиям UL94 V-0?
Да. Линия специально разработана для обработки огнестойких композиций ПК, которые могут достичь рейтинга UL94 V-0. При использовании подходящего огнестойкого сырья для ПК и правильных технологических настройках экструдированный лист может соответствовать строгим стандартам огнестойкости, необходимым для аккумуляторов электромобилей.

В5: Каков рекомендуемый график технического обслуживания экструзионной линии?
Регулярное техническое обслуживание должно включать: ежедневный осмотр и очистку матрицы (включая распиловку, очистку и замену торцевых уплотнительных прокладок и нагревателей); регулярная проверка параллельности валков для обеспечения равномерности толщины; смазка узлов привода; и калибровка датчиков температуры и толщиномеров. Регулярное техническое обслуживание матрицы необходимо для предотвращения проблем с качеством, связанных с износом регулировочных компонентов.

В6: Можно ли настроить линию в соответствии с требованиями к разной ширине или толщине?
На заводе линия настроена на ширину 1100 мм, но модульная конструкция позволяет настраивать ширину листа (до 2100 мм) и диапазон толщины (от 0,2 мм до 6 мм) в зависимости от последующего применения.