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锂电池
卷绕
机构
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锂电池卷绕机卷绕机构设计,锂电池,卷绕,机构,设计
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毕业设计开题报告题目名称: 锂电池卷绕机卷绕机构 院系名称: 机 电 学 院 班 级: 机 自071班 学 号: 200700314114 学生姓名: 袁 欣 锋 指导教师: 邓 大 立 2011年 03 月1、本课题所涉及的内容国内(外)研究现状综述1.1 国内锂电池装备行业现状1.1.1 全球锂电池公司大量增加产能能源危机及气候变暖使全球对新能源,尤其是锂电等清洁能源的重视程度与日俱增,三洋电机、松下和索尼3家占全球市场份额六成多的日本锂电池巨头均已公布了增产计划。三洋电机和松下都已宣布新建工厂。到2010年底,索尼公司的手机锂电池产能将从目前的每月4 100万块提高到7 400万块。1.1.2 锂电池生产向中国地区转移近些年,很多外资企业调整全球战略,将中国作为其全球锂电池重点生产基地。全球手机电池企业龙头三洋电机在北京、天津,松下、索尼在无锡建立了自己的生产基地, 韩国唯开电池在福建建厂,1 国内锂电池装备行业现状1.1.3 国内锂电池企业数量激增和锂电池设备行业面临机遇和挑战中国在2008年提出了新能源政策及其发展规划,我国的锂电池行业也进入了一个快速发展的新阶段, 国内的锂电池生产企业开始大量出现,据2009年电池行业统计数据,我国注册的锂电池生产企业有1500多家,锂电池生产企业数量呈现出快速增长态势。 国外知名锂电池生产商逐步介入中国市场,以及国内锂电池企业的快速膨胀式发展给锂电池设备行业带来了巨大的机遇和挑战:一方面,中国锂电池产业最主要的成本优势逐渐减弱,将更加刺激国内锂电池生产企业降低成本,进一步增加对国产锂电池设备的需求。另一方面,快速发展的锂电池市场必将给中国锂电池设备行业带来冲击,国内锂电池设备生产企业面临着技术革新的巨大挑战。1.1.4 中国锂电池设备行业快速发展我国锂电池产业化始于1997年,而国内锂电设备生产企业的出现始于2000年后,很多主要的锂电设备制造企业都在2005年前后才进入锂电池设备制造行业,锂电池的生产过程需要50多道工序,需要上百种相应的设备来完成各道工序的制造。经过短短几年的发展,目前国内的锂电池设备已经基本涵盖锂电池制造的所有环节,而中国也已经与日本、韩国共同成为全球三大主要锂离子电池生产大国。在这个过程中,锂电池专用设备的快速发展是我国锂电池产业化快速发展的有力保障。1.1.5 锂电设备制造行业的企业规模较小目前国内锂电池设备行业中,还没有技术优势明显、规模较大、在行业内起主导作用的超级企业出现,大多数企业规模较小,产品单一,这主要有以下两方面的原因。一是国内的锂电池生产企业中,很多企业都为产业结构调整和顺应国家大力发展新能源和清洁能源的利好政策转型而来,没有生产电池的基础,或为刚刚筹建的新企业,由于目前国内还没有建立统一的锂电池行业标准,这些数量庞大的中、小型企业的锂电技术水平良莠不齐,生产的锂电池性能标准不规范,很多企业还为手工制作或使用性能较低的设备进行辅助生产,这些中小型企业对锂电池设备性能的要求标准不同,而同时对生产设备需求较大,这就间接刺激一些技术水平低的小型锂电池设备生产企业进入市场。另一方面,一些主要的锂电池装备生产企业,虽然经过多年发展在技术获得了足够进步,但在生产规模上受到技术水平、管理水平等因素的限制,还没有形成一定的规模。随着锂电池产业的技术发展,锂电池装备行业也必将不断壮大并出现一批有实力和规模的企业。1.1.6 中国锂电池设备面临技术突破锂电池设备是一个新兴的非标准化设备行业,设备的性能要求需要根据客户生产工艺要求的改变而进行不断的改进,同时,锂电技术发展迅速,锂电池材料、型号、质量要求、工艺需求不断变化,设备性能需要不断适应锂电池技术水平的发展,此外,国内目前还没有建立统一的锂电池行业标准,这些发展初期的种种因素都使得目前的国内锂电池设备存在核心技术不够成熟、设备性能不够稳定的问题,很多锂电池设备企业还处于学习国外先进技术的发展阶段,规模较大的主要设备生产企业技术优势不明显, 关键技术环节面临突破。1.1.7 整体技术相对国外落后日本、美国、德国和韩国的锂电池技术在全球处于技术领先,其中日本的锂电池技术不论原创技术、零组件材料、制造技术,皆遥遥领先其它国家。在制造技术上,日本生产的制片、卷绕一体机每分钟锂电池生产个数已达到20个以上,珠海华冠电子科技公司生产的三卷绕头全自动卷绕机,为目前国内生产效率最高的锂电池卷绕设备,每分钟的电芯生产个数还不到l2个。1.1.8 知识产权保护意识还需增强国内锂电装备行业中的多数企业尚未形成自己的知识产权战略,对自身知识产权的保护意识和维权意识淡漠。这一方面是由于新兴行业的不正规竞争,另一方面,是由国内主要锂电池设备企业缺乏自己的关键核心技术。这种对自身知识产权保护意识淡薄,直接造成自身产品设备在推出市场后,被其他企业所仿制,有些小型企业甚至进行一比一的完全模仿,导致自己的产品市场流失,也导致了国内锂电池设备行业的恶意竞争。但随着锂电池装备行业的技术发展,国内技术实力较强的设备生产企业对自身知识产权的保护意识正在增强。1.2 国内锂电池装备行业发展趋势全球经济在金融危机后正在逐渐复苏,在国内外大力推进新能源策略的背景下,国内锂电装备行业将面临巨大的机遇与挑战:一方面市场需求潜力巨大,前景向好,另一方面,市场竞争日益激烈,关键技术面临突破。同时锂电池技术的发展,对锂电池生产设备的技术性能也不断提出更高的要求,锂电装备行业的发展必须适应锂电技术和锂电产业发展的变化趋势。1.2.1 全自动化、高精度设备是发展方向锂电池的安全性取决于生产工艺, 高精度、全自动化的锂电池生产设备将在保证锂电池生产工艺的基础上, 使生产出的锂电池具有较好的一致性,从而保证生产出的锂电池具有高可靠的安全性能。同时,锂电池技术的不断发展将对锂电池生产设备的全自动化、高精度提出更高的要求,高精度的全自动化设备是未来发展方向。1.2.2 性能稳定的专用设备是未来发展的方向锂电生产设备行业要快速发展,在设备的生产工艺性能设计上,就要不断满足锂电池的新工艺、新技术和新发展的变化,将锂电池制造的工艺细节、工艺参数融入到设备的设计和制造中,使设备真正成为保障电池生产独特工艺技术的专用设备。1.2.3 动力锂电池设备的市场需求逐步加大随着锂电技术的不断发展和技术瓶颈的突破,在2020年HEY(混合动力车)将占世界企业总数的50,动力锂电池在未来锂电产业发展中将占据很大的市场份额,这将使动力锂电池设备进入新的发展时期,由于动力锂电池对安全性的更高要求,动力锂电池设备将在使用稳定性和精度方面面临更高的要求。2、本课题有待解决的主要关键问题通过在公司内的课题调研和资料查阅,我对课题锂电池卷绕机卷绕机构的主要涉及内绕及其所要完成的任务有了初步的了解,并对其进行了的分析,其主要有以下两点:2.1设计目标 通过设计使锂电池上隔膜、下隔膜、正极、负极能够达到客户所要求的整齐度和准确度,使卷出来的电池整齐、美观。2.2主要内容本设计主要内容有:通过查找各种文献,手册,网络,并结合设计目标和所需要生产产品的特点,确定卷绕机构的优化方法,设计出合理的卷绕传动工艺流程。并对该工艺流程的各结构的数据尺寸、构成材料及所需的处理方法,从而选择出合理的机构。3.对课题要求及预期目标的可行性分析(包括解决的关键问题和所需条件两方面)3.1 为选择合理的卷绕传动设计方案,需充分考虑以下因素:3.1.1 锂电的生产环境:这是锂电池生产工艺需要考虑的环境因素。锂电池的生产环境一般为无尘车间,这就要求设备本身不能使车间的无尘环境遭受破坏,因此要求传动平稳,不能造成太大的振动。3.1.2 设备的操作方便:这是生产锂电池需要考虑的人为因素。设备的操作简单、方便,可以节约人力成本,减少公司支出。3.1.3 优化后的生产成本:这是锂电池动力卷绕传动工艺考虑的经济因素。用较少的资金达到客户对产品的要求是我们的目标。合理设计轴的尺寸,合理安排零件的空间布置,合理的材料的应用,决定了整个生产费用。3.1.4 零件加工的难易程度:充分考虑公司的生产条件和加工设备的加工能力,可以使资源得到合理的利用,从而降低生产费用。3.2 所选设计方案中的主要技术:3.2.1 伺服电机动力传动3.2.2 plc智能控制系统和反馈调节系统3.2.3 同步齿形传动3.3动力卷绕工作过程 锂离子电池的卷绕工作过程如下:正、负极片及隔膜主动放卷,分别经除尘及除静电处理,引入卷绕部并按工艺要求进行卷绕,贴附终止胶带,成品自动下料,经输送带送至收集台,实现全自动卷绕过程。4、工作进度安排(内容、步骤、时间)4.1 毕业实习开题报告外文翻译(4周)4.2 锂电池动力卷绕设计优化方案调研、比较、选择(0.5周)4.3 动力卷绕卷绕传动工艺设计计算(1周)4.4 动力卷绕传动轴设计计算(1周)4.5 动力选择、轴承选择、齿轮选择等标准件的设计计算(1周)4.6 动力卷绕装配图(2周)4.7 动力卷绕零件图(1周)4.8 设计计算书及说明书(1周)4.9 资料整理,准备毕业设计答辩(1周)5、预期成果及主要特点5.1预期成果5.1.1 机械类相关文献翻译一份,并按学院统一规范化要求撰写,译文不少于3000汉字;5.1.2 论证设计方案,包括零件基本工艺路线的确定、机械装配工艺流程论证和主要轴承和电机的选型;5.1.3 同步齿形带传动、轴传动和齿轮传动工艺设计计算;5.1.4 设计图纸:动力卷绕重要零件图,动力卷绕机构装配图;5.1.5设计计算说明书一份。5.2主要特点5.21由于实际生产和公司零件加工条件的限制,本次设计采用了很多的非标设计,与标准设计相比,非标设计具有加工简单,装配方便,灵活易操作等特点。5.2.2 对论文的撰写,将会条理清晰。对工程图的绘制,将会严格按照由国家质量技术监督局颁布的中华人民共和国CAD制图标准。6、为完成课题已具备和所需的条件6.1 已具备条件6.1.1 毕业设计任务书;6.1.2 本科毕业设计(论文)简明指导手册;6.1.3 英语论文翻译词典及翻译软件等;6.1.4 机械设计相关的参考资料和文献。6.2 所需的条件6.2.1 机械设计中所需要的相关计算公式; 6.2.2 相关轴的设计和传动等方面的书和标准手册; 6.2.3 机械设计规范; 6.2.4 中华人民共和国CAD制图标准;6.2.5 CAD绘图软件。此为我去图书馆、上网阅读查询了锂电生产的相关文献和现状,更深入认识和了解 工艺合理性的选择,比如,各种工艺的区别,机械机构如何选择,如何考虑生产既经济又能满足生产要求的设备等等。同时将所学知识用运用到实际设计中,通过分析比较各个工艺的合理性、先进性、经济性来选择的工艺技术。对于本次设计,如果遇到了问题,我不能解决,我希望可以和指导老师深入探讨解决。七、预计优化过程中可能遇到的困难和问题,以及解决的措施在本次优化研究中,可能会遇到以下问题及解决方法:1.此次优化设计的传动精度要求较高,在设计阶段要更细致考虑轴的加工精度、配合精度、传动精度,齿轮的配合精度等等,因此在设计阶段要多参考相关文献,仔细比较论证各种工艺,从而选出最佳方案,力求使设计最优化。为使设计方案更加合理,还需在论证阶段多做比较和分析,从各种文献材料、手册、网络中多了解信息,吸取先进工艺的方法,完善设计方案。2.此次设计需要大量的图(如零件图,装配图)配合说明,由于之前认识学习都是简单的平面图,所以我们得多练习运用计算机绘图,同时也是对AutoCAD软件进一步了解
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