Beschichtete Folien sind das wichtigste Ausgangsmaterial von Lithium-Ionen-Akkus. Sie werden auf großen Rollen angeliefert und in der Produktion von diesen abgewickelt. Die Abzugsgeschwindigkeit der Rollen wird mit hochpräzisen Drehgebern gemessen. Aus der Drehzahl kann man die Wickelstrecke und den Materialbestand berechnen. Außerdem dient der Wert zur Steuerung der Materialzufuhr durch Geschwindigkeitskontrolle und erlaubt das Einstellen der richtigen Bahnspannung. Für diese Aufgabe ist die neue, besonders robuste Drehgeberserie ENI90 geeignet. Im nächsten Schritt werden aus den Folienbahnen für die zu produzierende Batterie passende Stücke ausgestanzt und diese anschließend zu Batteriezellen zusammengefügt. Die Zuführung des gestanzten Materials wird mit Ultraschall-Doppelbogensensoren, zum Beispiel aus der Serie UDC-18GS, überwacht. Sie sind mit zwei Ultraschallwandlern ausgestattet und erkennen, ob sich ein, zwei oder gar kein Bogen im Erfassungsbereich befindet. Bei einer doppelten Abstapelung wird der Prozess rechtzeitig gestoppt. Dadurch wird vermieden, dass die Batteriekapazität durch doppelte Lagen gleicher Polarität verringert wird. Die Doppelbogenerkennung mit Ultraschall ist unabhängig von den Umgebungsbedingungen und den optischen Eigenschaften des Materials; die oft glänzenden Folien werden zuverlässig detektiert.
Intelligente Fehlervermeidung
Aus den verbundenen Folienschichten entstehen Zellen, die dann zu den fertigen Batterien zusammengefügt werden. Bei diesem Schritt kommt es darauf an, dass alle benötigten Zellen tatsächlich vorhanden sind und sich im vorgegebenen Raster an der richtigen Position befinden. Um das zu überprüfen, erstellt ein Sensor des Typs Smartrunner Explorer 3-D ein präzises 3-D-Punktwolkenbild, sodass die tatsächliche Situation mit der geforderten Anordnung abgeglichen werden kann. Erst wenn alles stimmt, wird der Fertigungsschritt zum Verbinden der Zellen eingeleitet. Für die Fertigung von E-Auto-Hochleistungsbatterien steht ein breites Portfolio von bewährten Standardgeräten zur Verfügung. Darüber hinaus bietet Pepperl+Fuchs maßgeschneiderte Automatisierungslösungen für spezifische Anwendungen an.