1、 ICS 31-550 L 99 备案号：32056-2012 广东省地方标准 DB44 DB44/T 9362011 锂离子电池自动卷绕机 Auto-winder for lithium-ion battery 2011-11-10 发布 2012-03-01 实施 广东省质量技术监督局 发布 DB44/T 9362011 前 言 本标准按照GB/T 1.1-2009给出的规则编制。 本标准由深圳市吉阳自动化科技有限公司提出。 本标准由广东省质量技术监督局归口。 本标准起草单位：深圳市吉阳自动化科技有限公司。 本标准主要起草人：阳如坤、骆承华 本标准为首次发布。 DB44/T 9362011
2、 1 锂离子电池自动卷绕机 1 范围 本标准规定了锂离子电池自动卷绕机的术语和定义、技术要求、试验方法、检验规则、标志、包 装、运输和贮存要求。 本标准适用于方型锂离子电池自动卷绕机和圆柱形锂离子电池自动卷绕机。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有修改单）适用于本文件。 GB 2894 安全标识及其使用导则 GB 5083-1999 生产设备安全卫生设计总则 GB 5226.1 机械电气安全 机械电气设备 第1 部分:通用技术条件 GB/T 6882 声学 声压法测定噪声源声
3、功率级 消声室和半消声室精密法 GB/T 8196-2003 机械设 备防护罩安全要求 GB/T 9969-2008 工业产品使用说明书 GB 10070 城市区域环境振动标准 GB/T 13306 标牌 GB/T 13384-2008 机电产 品包装通用技术条件 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 自动卷绕机 automatic w inding machine 将焊好极耳的带状正极片、负极片、隔膜等料卷，安装在固定装置上，自动实现送入、卷制、剪 切、粘贴胶带及在线检测，完成锂离子电池卷芯生产的专用设备。 3.2 极片 electrode 由活性物质涂覆于集流体上而形成的片
4、状物，通常分为正极片和负极片。 3.3 极耳 tab 卷芯中将外电路与正极或负极的极片相连，充放电过程中电子的传输通道。 3.4 隔膜 separator 卷芯内部一种高分子膜，保证正负极之间绝缘并允许借助电解液实现锂离子导通。 3.5 蛇行弯 snake error 卷芯极片单位长度中实际轮廓宽度相对理想直线宽度的最大偏差，如图 1 所示。 DB44/T 9362011 2 图 1 蛇行弯示意图 实际宽度 L 理想宽度 3.6 卷绕速度 windin g speed 自动卷绕机正常卷绕时卷针的角速度或极片的线速度。 3.7 锂电池卷芯 jelly roll 锂离子电池卷绕制造过程中，正极片、
5、负极片中间由隔膜分隔，经卷绕，尾部用终止胶带固定后 形成的电芯的基本单元，本文件中简称卷芯。 3.8 卷绕过程能力指数 Cpk 自动卷绕机在卷绕过程中关键参数满足卷芯质量要求（规格范围等）的能力。 3.9 生产效率 efficiency 自动卷绕机在正常连续工作情况下单位时间生产的卷芯数量，单位为：数量/分钟（PPM）。 4 技术要求 4.1 安装环境 4.1.1 地面水平度: 1/1000。 4.1.2 地面承重: 800 千克/平米。 4.1.3 地面振动：应符合 GB10070 中对工业生产环境振动的要求，铅垂向 Z振级在白天应不超过 75dB, 夜间不大于 72dB。 4.1.4 接地
6、：接地线埋入地面深度不小于 2 米，地网阻值小于等于 4欧姆。 4.2 工作环境 4.2.1 环境温度:15 35 。 4.2.2 相对湿度: 小于 55HR。 4.2.3 大气压力：86KPa101KPa。 4.2.4 工作气源压力：0.35 MPa0.6 MPa。 4.3 卷芯材料规格 4.3.1 极片规格 极片规格应符合表 1 的要求。 DB44/T 9362011 3 表 1 极片规格 项目 规格1 规格2 宽度/mm 40200 180350 宽度公差/mm 0.05 厚度公差 1.5% 长度公差/mm 2 极耳长度/mm 30 35 料卷外径/mm 450 料卷内径/mm 76.2
7、 1 料卷对齐度/mm 1 蛇行弯/(mm/m) 0.5 4.3.2 隔膜规格 隔膜规格应符合表 2 的要求。 表 2 隔膜规格 项目 规格 宽度/mm 40350 宽度公差/mm 0.05 料卷外径/mm 300 料卷内径/mm 76.2 1 料卷对齐度/mm 0.5 蛇行弯/(mm/m) 0.3 4.3.3 终止胶带规格 终止胶带规格应符合表 3 的要求。 表 3 终止胶带规格 项目 规格 宽度/mm 860 宽度公差/mm 0.5 外径/mm 200 内径/mm 76.2 1 对齐度/mm 0.5 4.4 自动卷绕机外观 4.4.1 外观表面不应有目视可见的凹痕、裂缝和变形。 4.4.2
8、 漆膜及镀层应均匀，无起泡、划伤、脱落和磨损等缺陷。 4.4.3 金属零件不应有锈蚀及其他机械损伤。 4.4.4 设备与操作员易接触的部位不应有尖角和毛刺。 DB44/T 9362011 4 4.5 自动卷绕机结构 4.5.1 紧固件应使用标准件，其易损件应便于更换。 4.5.2 设备结构布局应合理、操作方便和便于维修。 4.5.3 设备装配后，紧固部位应无松动；活动部位的润滑或冷却应良好，且动作灵活、平稳、无冲击、 无异常振动和无卡滞现象。 4.5.4 自动送料机构定位、卷绕、下料和切断动作应准确。 4.5.5 导向轴与滚轴表面应无拉研伤痕，配合间隙应良好。 4.5.6 切刀刃口应锋利，正极
9、片毛刺小于 10m，负极极片毛刺小于 15m，且切刀使用次数不应少于 20 万次。 4.6 自动卷绕机操作控制系统 4.6.1 各操作开关和按钮应启动灵活，标志齐全。 4.6.2 制动和限位装置应齐全、灵敏和可靠。 4.6.3 具有显示、报警和联锁功能。 4.6.4 操作屏位置：当采用立姿操作时，操作屏上沿应离地高 1500mm1700mm；当采用坐姿操作时， 操作屏上沿应离地高 1200mm1400mm。 4.6.5 具有极片、极耳、隔膜和胶纸缺料报警及自动停机功能。 4.7 电气系统 4.7.1 电气性能灵敏，运行可靠，保护装置应齐全。 4.7.2 线路完整，绝缘层应无破裂，无漏油、漏汽现
10、象。 4.7.3 仪表应齐全、完整，灵敏、指示准确，可靠。 4.8 工作性能 4.8.1 设备中应具备极片吸尘功能、极片切断功能、自动贴胶带功能和自动下料功能。 4.8.2 设备卷针部份的卷绕速度运转在最低转速 10rpm 和最高转速 600rpm 之间应平稳。 4.8.3 设备的极片张力可调节范围为220N，控制精度为20%；隔膜张力可调节范围为110N，控制 精度为20%。 4.8.4 生产方形电池设备的生产效率应达到以下要求：当极片长度为 600mm 800mm时, 不应低于 8PPM；当极片长度为 800mm 1000mm时，不应低于 6PPM；当极片长度为 1000mm 1200mm
11、 时, 不应低于 4.5PPM；当极片长度为 1200mm 1400mm 时, 不应低于 4PPM。 4.8.5 生产圆柱形电池设备的生产效率应达到以下要求：当极片长度为600mm 800mm时,不应低于 12PPM；当极片长度为800mm 1500mm时，不应低于10P PM；当极片长度为1500mm 2200mm时，不应低于 8PPM。 4.8.6 设备的稼动率不应小于95%。 4.8.7 设备卷绕的卷芯合格率不应小于98%。 4.8.8 卷芯端部结构示意图如图2所示，其中隔膜端到负极端的轴向距离为AU，负极端到正极端的轴 向距离为BU，负极端面对齐度为CU、正极片的端面对齐度为DU，隔膜
12、的端面对齐度为EU。 4.8.9 卷芯外部结构示意如图3所示：圆柱形卷芯的直径为D和长度为L；方形卷芯应的高度为L、厚度 为H、宽度为W，极耳边距A，极耳间距B。 DB44/T 9362011 隔膜 负极极耳 AU CU EU DU BU 负极 正 极 极 耳 正 极 图2 卷芯端 部结构示意图 正极 负极 A B L L W 负极 D 正极 H 圆柱形卷芯 方形卷芯 图3 卷芯外 部结构示意图 4.8.10 卷芯的卷绕公差和Cpk应符合表4的要求。 5 DB44/T 9362011 6 表4 卷芯卷绕公差和Cpk 极片宽度 /mm 项目 公差 /mm Cpk值 极片宽度 /mm 项目 公差
13、/mm Cpk值 极片宽度 /mm 项目 公差 /mm Cpk值 AU 0.3 1.0 AU 0.5 1.0 AU 1 1.0 BU 0.3 1.0 BU 0.5 1.0 BU 1 1.0 CU 0.3 1.0 CU 0.5 1.0 CU 1 1.0 DU 0.3 1.0 DU 0.5 1.0 DU 1 1.0 EU 0.3 1.0 EU 0.5 1.0 EU 1 1.0 A 1 - A 1 A 1 B 1 - B 1 B 1 L 0.5 - L 0.5 L 0.5 H 0.2 - H 0.5 H 0.5 40200 W 0.5 - 180280 W 0.5 260350 W 0.5 4.9
14、电气性能 4.9.1 电源适应能力 正常工作时的额定电压为180V 240V、频率为50Hz1Hz。 4.9.2 接地电阻应符合下列要求： a) 设备电源应有接地点； b) 不能明显标注的接地点，应在其附近标注明显的接地符号； c) 接地点与设备中的金属部件之间的电阻不应超过0.1欧姆； d) 接地端子应采用黄铜或铜合金材料制成。 4.9.3 绝缘电阻 设备电源与壳体之间绝缘电阻不应小于10M。 4.9.4 抗电强度 设备电源与邻近的非带电导体间，应能承受交流50Hz、1500V、持续1min的耐电强度试验，应无击 穿现象。 4.10 噪声 设备在额定负载状态下运行时，噪声不应大于80dB（A
15、）。 4.11 安全 4.11.1 设备的安全要求应符合GB 8196-2003和GB 5083-1999的规定。说明功能的文字、符号、标志 应清晰、端正。危险部位应有安全警示标志。 4.11.2 设备应设有联锁保护功能。 4.11.3 卷绕头、切刀、皮带和齿轮等部位应装有防护装置。 4.11.4 设备的运动部件及极片安装面的零件不应使用铜或镍制造。 4.11.5 设备上应设有急停装置。 5 试验方法 DB44/T 9362011 5.1 试验条件 试验现场条件应符合本文件 4.1 和4.2 的要求。 5.2 外观检查 在光线充足的自然光下或 40W 的日光灯下，距被测面 300mm-500m
16、m，用目测检查设备外观。 5.3 结构检查 5.3.1 手动检查设备上所有紧固件，应无松动；活动部件应润滑良好，灵活无卡滞。 5.3.2 设备正常运转时，查看各部件运动，应无干涉、无冲击且运转平稳。 5.3.3 将设备切换至手动运转，查看自动送料机构工作情况。 5.3.4 设备在试运转时，试切极片。 5.4 操作控制系统 5.4.1 设备在通电状态下，手动操作各开关和按钮，应启动灵活，且应能正常控制相关动作；检查安 全警示标志应齐全。 5.4.2 在设备运行，观察制动、限位装置，应灵敏可靠。 5.4.3 在设备正常运行状态下，显示屏应显示设备的生产运行状况、产量和合格率等统计数据；人为 设置一
17、个可恢复的故障，显示屏应显示与实际一致的故障提示。 5.4.4 用卷尺从设备的安装地面测量到操作屏的上沿处。 5.4.5 设备运行过程中，遇到无极片、极耳、隔膜或胶纸的状况时，应能自动报警及自动停机，红色 指示灯应闪烁。 5.5 电气系统检查 5.5.1 目视检查各防护装置应齐全、可靠和标志明显。 5.5.2 检查设备线路，应符合本文件4.7.2的要求。 5.5.3 设备运行过程中，观察各仪表的显示数据。 5.6 工作性能试验 5.6.1 卷绕速度检测 采用秒表和感应器检测计算设备卷针的旋转速度。 5.6.2 张力检测 正常工作条件下，设备连续工作生产 200 个产品，用张力测试仪或设备上的张
18、力测试装置检测张 力参数及控制精度。 5.6.3 生产效率检测 正常工作条件下，设备连续工作生产 2 小时，计算其出产数量，其结果应符合本文件 4.8.4、4.8.5 的要求。 5.6.4 稼动率检测 设备连续生产一周后，开始抽样检测，抽样延续时间不超过7个连续工作日，对生产总时间，故障 停机时间，及其他原因停机时间进行分析统计，应符合本文件4.8.6的要求，稼动率（X 2）以百分数(%) 表示，应按式(1)计算: X2= %100 1 t tt （1） 7 DB44/T 9362011 式中： X2 稼动率； t 总稼动时间，h； t1 指因设备故障停止时间，其他原因的停止时间除外，h； 5
19、.6.5 卷绕合格率检测 设备连续生产一周后，开始抽样检测，抽样延续时间不超过7个连续工作日，应符合4.8.7的要求， 合格率（X 1）以百分数(%)表示，应按式(2)计算: X1 = %100 1 m mm （2） 式中： X1良品率； m1不合格品数； m 生产的成品总数。 5.6.6 卷芯卷绕精度及Cpk检测 设备连续生产一周后，开始抽样检测，每小时随机抽取 10 个卷芯，取样时间段不超过 10 个连续 工作日，检测本文件 4.8.8、4.8.9 中的各参数。每根卷针的取样数不应相差大于 20%。 5.7 电气性能试验 在电源额定电压 180V 240V 时，设备运行 15min，按照G
20、B5226.1 的要求执行。 5.8 噪声试验 测试点距离受试样品各表面 1m处，取最大值，应按照 GB/T 6882 的要求执行。 5.9 安全试验 5.9.1 设备的安全检测应按照 GB5083-1 999和 GB8196-2003 的要求执行。 5.9.2 检查设备的接地、电源箱、操作等部位，应按照 GB/T6882 的要求执行。 5.9.3 在设备遇到紧急故障时应能自动报警提示及停机。 5.9.4 检查设备的卷绕头、切刀、皮带和齿轮等部位，应装有防护装置。 5.9.5 查看设备的运动部件和极片安装面的零件，不应使用铜或镍制造。 5.9.6 查看设备的急停装置位置，应便于操作者在紧急状况
21、下使用。 6 检验规则 6.1 检验分类 检验分为出厂检验和型式检验。 6.2 检验项目 检验项目应符合表5的要求。 8 DB44/T 9362011 9 表5 检验项目 序号 检验项目 试验方法 出厂检验 型式检验 1 外观 5.2 2 结构 5.3 3 安全要求 5.9 4 电源适应能力 5.5 - 5 整机装配 5.6.1 6 操作控制系统 5.4 7 电气系统 5.5 8 安全防护 5.9 9 噪声 5.8 10 卷绕速度 5.6 11 张力 5.6.2 12 卷绕精度 5.6.6 13 生产效率 5.6.3 14 稼动率 5.6.4 15 合格率 5.6.5 16 CPK 5.6.6
22、 6.3 出厂检验 每台设备应经出厂检验合格后，并附质量合格证方能出厂。出厂检验中，当出现任何一项不合格 时，应判为不合格。不合格品经返工和重新调试后，才能重新提交检验，检验符合要求，则判为合格。 6.4 型式检验 6.4.1 设备在下列情况下，应进行型式检验： a) 新产品定型鉴定时； b）当产品的设计、工艺、材料有重大变化时； c）正常生产一年后； d) 停产半年以上，恢复再生产时； e) 质量部门进行监督检验时。 6.4.2 抽样规则：型式检验是从出厂合格的设备中随机抽样检验，抽样数宜为 12 台。 6.4.3 判定规则： 型式检验的项目应符合表 5的要求，全部项目合格即判为合格，当有不
23、合格项时， 应加倍抽检；若仍有项目不合格，应判为不合格。 7 标志、包装、运输和贮存 7.1 标志 7.1.1 铭牌 DB44/T 9362011 10 应符合 GB/T 13306 的要求，每台设备的铭牌应有下列标志： a) 名称、型号； b) 制造厂名、厂址； c) 编号； d) 出厂日期； e）基本参数。 7.1.2 包装标志 应符合GB/T13384- 2008的要求，每台设备的包装标志应包含下列内容： a）名称、型号； b）收货人单位、地址； c）制造者名称、地址； d）包装数量； e）外形尺寸； f）毛重； g）安全贮运标志； h）编号或出厂日期； i) 执行标准。 7.2 包装 每台设备在包装时应先用防潮塑料袋包好，再装入垫有防振泡沫板的专用木箱内钉箱紧固。随同 包装的附件有： a）产品合格证； b）产品保修单； c）产品使用手册，应符合GB/T9969-2008的要求； d）装箱单； e）产品配件； f）易损件清单。 7.3 运输 在运输过程中，应避免日晒、雨淋和冲击；不应与有腐蚀性物（气）体的物资混运。 7.4 贮存 应贮存在清洁、空气流通、无毒和无腐蚀性物（气）体的室内环境；贮存时间大于一个月时，室 内的相对湿度不应超过 70%HR。
