特殊な要件をものともせず、不合格品を最小限に抑える
超音波を用いたバッテリーセル溶着におけるプロセスの安定性
Herrmann Ultraschalltechnik GmbH & Co. KGのシステムは、新しいバッテリーアプリケーションの生産時に、CUSTOMCELLS®の不合格品発生率を減らし、このメーカーの効率性を向上させました。
CUSTOMCELLS ®は、世界有数の顧客別リチウムイオンバッテリーセル開発企業として、バッテリー生産における不合格品発生率をできる限り低く抑え、プロセスの信頼性を最大限に高めることを追求しています。そのアプリケーション溶着のために、開発・製造企業は生産ラインの1つで超音波技術を活用しています。そこで使用されたHerrmann Ultraschallの超音波溶着システムは、不合格品発生率を最小限に抑え生産効率を最適化しました。
不合格品発生率の最適化
関連する生産ラインでは、CUSTOMCELLS®がパウチセルの事前溶着とメイン溶着を行います。事前溶着プロセスの第1ステップは、負極銅箔の各層と正極アルミ箔の各層を事前溶着することです。第2ステップの本溶着では、いわゆるタブを正極と負極に溶着します。
事前溶着もメイン溶着もバッテリーセルの機能性を確保するためには、材料と材料が強固に接合される必要があります。箔の各層が完全に接合されていなかったり、箔に厚さわずか数マイクロメートルの破れがある場合、これは不合格品となりセルごと廃棄される可能性があります。
Herrmannの超音波溶着機は、こうした接合に対し安定したプロセスを実現します。HiS VARIO B 20 kHzシステムは、多層箔を使用したバッテリーアプリケーションの溶着用に特別に開発されたものです。このシステムにより生産廃棄物や生産コストが削減されます。
課題である特殊なバッテリー設計
CUSTOMCELLS®が開発したバッテリーセルの特徴は、タブのサイズです。業界で一般的に使用されているものよりかなり小さいです。タブと負極または正極を確実に接合するために、超音波溶着機のホーンをそれぞれのサイズに適合させました。
Herrmann Ultraschallは、現在進行中の研究開発業務のおかげで、プロジェクトの開始直後から既存の特殊なホーンデザインを利用することができました。これにより、CUSTOMCELLS ®バッテリーアプリケーションの信頼性の高い溶着プロセスが保証されました。しばらくすると、適切な溶着パラメーターも超音波ラボで評価されました。Herrmann溶着システムへの切り替えは、ほとんど生産のダウンタイムなしで実施することができました。
自動化計画
CUSTOMCELLS®では、Herrmannの溶着システム両方がセルタブの溶着に常時使用されます。連続生産の枠内であれば、次のステップで超音波溶着システムは自動生産ラインに統合される予定です。現在進行中のコンサルティングとHerrmann Ultraschallの適切な溶着ソリューション開発により、スムーズなプロセス統合が可能です。
結論
バッテリー生産における不合格品発生率を常に低く抑えることができるのは、需要や要件に見合った超音波溶着システムを使用した場合に限ります。溶着プロジェクトを成功させるには、必要に応じて即座に生産プロセスの変更に対応できるように、超音波技術パートナーの柔軟なサービスが重要です。適切な溶着ソリューションと優れたサービスの相互作用により、超音波を用いたバッテリーアプリケーションの安全で効率的な生産ベースが形成されます。
イメージ:Herrmann Ultraschalltechnik GmbH & Co. KG/©CUSTOMCELLS® – www.customcells.de
CUSTOMCELLS®について
CUSTOMCELLS®は、特殊なリチウムイオンバッテリーセルの開発および連続生産の分野ではトップ企業の1つです。CUSTOMCELLS ®は、最先端の電極とセル製造機を備えた開発・製造施設へアクセスできる、カスタマイズされたバッテリセルのトップメーカーの1つです。CUSTOMCELLS®は、ドイツの自動車業界に製品を供給しています。CUSTOMCELLS®は、航空宇宙や医療技術などの技術スペシャリストであり、自律型無人潜水機のシリーズ製品や電動航空機用のバッテリーユニットを製造しています。
詳しくはこちら: www.customcells.de