Кран для производства литиевых батарей
Ключевой момент: Схема грузоподъёмных работ для литий-ионной отрасли в четыре этапа: ① на участке электродов — тельфер для чистых помещений 0,5–3 т, точка росы < −40 °C, антикоррозионное исполнение; ② на участке сборки в зоне заливки электролита — взрывозащищённое исполнение Ex d IIB; ③ на участке формирования — консольный кран 0,5–1 т для замены приспособлений для аккумуляторных ячеек; ④ в зоне складирования — кран типа LD 1–3 т для перемещения модулей. Kelude предлагает комплексные решения для сверхсухих, взрывозащищённых и чистых помещений.
Производство литий-ионных аккумуляторов — одна из наиболее быстрорастущих отраслей в мире. От приготовления материалов для положительного и отрицательного электродов до намотки и сборки ячеек, от формирования и старения до сборки модулей PACK — на каждом этапе требуется грузоподъёмное оборудование для грузопереработки и технического обслуживания оборудования. К кранам в цехах по производству аккумуляторов предъявляются четыре особых требования: низкая точка росы в сухом помещении (контроль влажности при точке росы ≤ −45 °C), антистатическое исполнение (материалы электродов легковоспламеняемы), высокая чистота (класс 100–10000) и защита от металлических загрязнений (электродные ленты чувствительны к металлическим частицам). В данной статье представлено руководство по конфигурации кранов для литий-ионного производства по четырём этапам: изготовление электродов, сборка ячеек, формирование и старение, склад PACK.
Обзор применения кранов в производстве литий-ионных аккумуляторов
Краны для цеха изготовления электродов — сухое помещение с низкой точкой росы
Первые этапы производства литий-ионных аккумуляторов (смешивание материалов, нанесение покрытия, вальцевание, резка) выполняются в сухом помещении с точкой росы ≤ −45 °C (содержание влаги <50 ppm). Кран, работающий в таких условиях, должен решать три ключевые задачи: герметичность и водонепроницаемость, защита от конденсата и антистатика.
- Герметичность конструкции: главная балка из нержавеющей стали SUS304 (электрополировка поверхности Ra ≤ 0,8 мкм), все стыки уплотнены низкотемпературной силиконовой уплотнительной лентой (рабочая температура от −60 до +200 °C)
- Безводная смазка: все поверхности скольжения (подшипник колеса, полиспаст) смазываются безводной консистентной смазкой на основе перфторполиэфира (PFPE) (Klüber 4UH1-460N или DuPont Krytox GPL 205), что исключает любые протечки жидкой смазки
- Защита от конденсата: температура поверхности стальной конструкции должна соответствовать температуре окружающей среды; локальное превышение температуры от электрических компонентов равномерно отводится принудительным воздушным охлаждением, что предотвращает образование конденсата из-за мостиков холода
- Антистатическое заземление: сопротивление заземления кранового рельса <1 Ом, спредер и стальной канат обеспечивают непрерывный съём статического электричества, контактные ленты — антистатического исполнения
- Рекомендуемая модель: однобалочный мостовой кран чистого исполнения типа LD (1–5 т), пролёт 12–20 м, точность сервопозиционирования ±1 мм, скорость 0,02–10 м/мин
Краны для цеха сборки ячеек — точное позиционирование и взрывозащита
Цех сборки ячеек (намотка / укладка пластин / установка в корпус / сварка / заливка электролита) — ключевая зона производства литий-ионных аккумуляторов. Краны в этой зоне должны одновременно отвечать трём требованиям: взрывозащита (в цехе заливки используется растворитель NMP), высокая точность (высокие требования к точности при установке ячеек в корпус) и чистая среда:
- Класс взрывозащиты: в зоне заливки электролита необходимо устанавливать взрывозащищённый кран Ex d e ib ⅡB T4 Gb — NMP (N-метилпирролидон) является легковоспламеняющейся жидкостью с температурой вспышки 91 °C и пределами взрываемости 1,3–9,5 %
- Сервопрецизионное позиционирование: транспортировка рулонов электродов в сушильных шкафах требует точного позиционирования в пределах ±5 мм; используется серводвигатель с обратной связью от магнитной линейки (разрешение ≤ 0,1 мм)
- Защита от металлических загрязнений: все компоненты спредера, контактирующие с электродными лентами (приспособления / присоски), изготавливаются из неметаллических материалов (полиуретан / ПЭ), что исключает загрязнение лент металлическими частицами
- Рекомендуемая модель: однобалочный мостовой кран чистого взрывозащищённого исполнения типа LD/LH (1–3 т), пролёт 10–18 м, сервопривод с точным позиционированием по магнитной линейке
Краны для цеха формирования и старения — взрывозащищённое техническое обслуживание
На этапе формирования и старения аккумуляторы находятся в состоянии заряда-разряда (существует риск утечки электролита и теплового разгона), поэтому цех формирования классифицируется как взрывозащищённая зона. Краны здесьосновное применение монтаж, техническое обслуживание и замену оборудования для формирования и старения:
- Рекомендуемая модель: взрывозащищённый однобалочный мостовой кран типа LD (1–3 т), класс взрывозащиты Ex d e ib ⅡB T4 Gb
- Режим работы: A4~A5 (преимущественно техническое обслуживание оборудования, неинтенсивная эксплуатация)
- Предохранительная блокировка: кран сблокирован с системой обнаружения горючих газов в цехе формирования — при превышении концентрации газа происходит автоматическое отключение электропитания и срабатывает звуковая и световая сигнализация
- Ориентировочная цена: взрывозащищённый кран типа LD 3 т / пролёт 15 м + сертификация Ex — около 1 233 000–2 466 000 ₽
Краны для цеха сборки модулей PACK — тяжёлая нагрузка и высокочастотное складирование
Вес модулей PACK и готовых аккумуляторных блоков значителен (модули 50–200 кг, блоки PACK 200–1000 кг), а частота операций приёма и отгрузки высока. Краны в этой зоне интегрируются с WMS (системой управления складом) для автоматизации процессов постановки на хранение и отгрузки:
- Рекомендуемая модель: мостовой кран с электрической талью типа LH (3–10 т) или типа LD (3–5 т), пролёт 18–28 м
- Режим работы: A5–A6 (интенсивная эксплуатация на складе PACK)
- Способ управления: беспроводное дистанционное управление с пола + интеграция с терминалом данных WMS
- Конфигурация безопасности: ограничитель перегрузки + электронный крюк-весы (взвешивание и сканирование при подъёме) + система гашения раскачивания
- Ориентировочная цена: тип LH 5 т/20 м — около 1 480 000 – 2 470 000 ₽
Преимущества обслуживания для литиевой отрасли
- Специализация для сухих помещений: краны Kelude для сухих помещений стабильно работают на ведущих предприятиях по производству литиевых батарей (CATL и др.), имеется отработанная конструкция герметизации и защиты от конденсата для среды с точкой росы ≤ −50 °C.
- Полный пакет взрывозащищённой сертификации: предоставляется комплект документов для взрывозащищённого крана Ex d e ib ⅡB T4 для цеха заливки электролита (сертификат взрывозащиты + сертификат на взрывозащищённый двигатель + сертификат на взрывозащищённый электроящик), что соответствует требованиям аудита безопасности литиевой отрасли.
- Точное позиционирование на сервоприводе: сервосистема позиционирования Kelude обеспечивает точность повторного позиционирования ±0,5 мм, удовлетворяя требованиям к точности автоматической транспортировки в печах для сушки рулонов.
Краны для литиевых батарей
Шесть ключевых карточек данных: параметры грузоподъёмного оборудования для каждого участка
Часто задаваемые вопросы
В: Какие требования к классу чистоты крана на участке производства электродов?
О: Участок электродов (нанесение покрытия/каландрирование) относится к зоне класса чистоты 10K. Таль чистого исполнения Kelude оснащена корпусом из нержавеющей стали 304, полностью герметичной конструкцией и антистатическими колёсами; уровень пылевыделения с поверхности <0,1 мкг/см²/ч, что соответствует требованиям чистых помещений для литиевых батарей.
В: Почему кран в цехе заливки электролита должен быть взрывозащищённым?
О: В зоне заливки используется электролит (растворитель LiPF6), относящийся к легковоспламеняющимся жидкостям; вокруг заливочного оборудования возможно скопление горючих паров. Kelude оснащает зону заливки взрывозащищённой электроталью Ex d IIB T4 с корпусом из нержавеющей стали 316L и тефлоновым покрытием для защиты от коррозии под воздействием HF.
В: Какое грузоподъёмное оборудование требуется для участка формирования и сортировки литиевых батарей?
О: Основной задачей подъёма в цехе формирования и сортировки является замена батарейных фиксаторов и обслуживание оборудования заряда-разряда. Kelude рекомендует консольный кран (0,5 т – 1 т) с углом поворота 270°, один кран обслуживает 3–5 шкафов формирования и сортировки, отличается низкими затратами, гибкостью и высокой эффективностью.
В: Как выбрать кран для участка старения и хранения литий-ионных аккумуляторов? | О: На участке старения основная задача — перемещение и штабелирование аккумуляторных модулей. Келуде Тяжёлая Промышленность рекомендует однобалочный кран типа LD (1т–3т) с антистатическими стропами и чистым покрытием, рельсы — с антикоррозийной обработкой. Келуде Тяжёлая Промышленность может предложить единое комплексное решение для всего цикла производства литий-ионных аккумуляторов. |
