随着全球能源结构向低碳化、清洁化转型,锂(钠)离子电池作为重要的储能载体,其新材料的研发与性能评估高度依赖于扣式电池精准组装和测试。然而,传统人工组装模式长期受困于数据碎片化、批次管理混乱和异常追溯低效等痛点,严重制约了新材料的研发进程。HiCY独家首发“一码标识,扫码溯源”功能借助数字化手段,提出了覆盖自动组装与人工组装双场景的统一解决方案,其核心价值在于将电池成品与物料信息的精准绑定,为新材料评估和研发奠定了可追溯的标准化基础。
一、人工组装面临的数据追溯痛点
在锂电池新材料的研发过程中,无论是自动组装与人工组装,都需要进行数据追溯。传统人工组装方式通常会遇到以下影响数据可追溯性的问题:
1)批次管理困难:手动记录电池编号、极片信息、测试数据易出错或遗漏,导致电池与信息关联不准确。
2)过程无法溯源:当充放电测试结果异常时,难以快速、准确地追溯是材料本身问题,还是组装过程引入的偏差。
3)关键参数分散:极片重量等关键参数记录在纸质或独立电子文档中,与最终组装的电池成品关联性弱,查询和使用不便。
这些痛点本质上源于物料信息与电池成品的割裂,而“一码标识,扫码溯源”通过物理二维码打通数据孤岛,为任何组装场景提供标准化追溯框架。
二、川源首创:全场景通用的“一码标识,扫码溯源”技术架构
该解决方案的通用性体现在极简的三步架构中:赋码-绑定-溯源。
1)源头赋码
人工备料阶段,操作员需在正极壳外部明显位置用激光打上二维码标签(尺寸3mm×3mm,可存储可读取信息),该二维码作为该电池成品的唯一身份标识。
2)数据录入与绑定
对于自动组装扣电,在极片称重环节,高精度电子秤将每片极片的重量信息实时上传至扣电自动组装平台(ACAP),并建立对应的数据库;极片称重完成后,人工需按照1~42号的顺序依次将极片叠放在料仓中;ACAP平台启动,设于线性模组上的高效抓取模块(14爪转盘)吸附带有二维码的正极壳后,移动到视觉定位与检测系统CCD的正上方;
核心步骤:CCD会扫描正极壳上的二维码,系统自动将数据库中预先上传的、按顺序对应的极片重量信息与此二维码进行关联绑定。
而对于传统人工组装扣电,需要人工手动将极片重量信息输入填写到对应二维码中。
3)扫码溯源
不管是自动组装还是人工组装纽扣电池,在封口完成后,使用扫码枪扫描纽扣电池正极壳上的二维码,系统就会立即调取并显示该二维码所绑定的极片重量信息。
图1. 扣式电池正极壳表面二维码标识
三、人工组装场景的颠覆性价值
对于依赖人工组装的研发团队,该功能实现了三大突破性变革:
1)终结纸质记录
扫码绑定使极片重量、批次号等关键参数自动集成至数据库,避免人工记录错误、编号混淆或者数据丢失,保证“纽扣电池-极片信息-测试数据”一一对应,提高数据可靠性。
2)加快异常与根因分析
当测试数据异常时,通过扫码可立即回溯该电池使用的极片重量等关键信息。结合平台记录的组装过程参数(时间、工位等),可更高效地判断异常是源于材料批次/配方、特定极片,还是组装过程(如定位偏移),缩短问题排查周期。
3)提升批次管理水平
基于二维码的数字化管理,方便对同一批次电池进行追踪、筛选和统计分析,支持更严格的工艺过程控制。
四、自动组装场景:数据追溯与设备精度的双重赋能
在自动组装场景中,“一码标识,扫码溯源”功能与在ACAP平台(±0.05mm高精度定位、20s/ea组装效率、反装工艺、恒压封口和精密注液)深度协同,共同确保了磷酸铁锂、三元、石墨、硅碳等材料扣电组装后电化学性能的稳定性,为材料性能评估建立了标准化的基础。
五、结语
针对锂电材料研发痛点,HiCY提供独家首创解决方案——“一码标识,扫码溯源”。借助数字化手段,构建全生命周期可追溯网络,实现了物料信息与电池成品的精准绑定和便捷追溯,提高了新材料的研发效率、数据的可靠性和批次管理水平。在人工组装场景中,以最小成本实现数据零失真;在自动化组装场景中,结合HiCY扣电自动组装平台自动化、高通量、高精度和高一致性组装优势,“一码标识,扫码溯源”功能为评估高镍三元、硅碳负极等前沿材料,以及固态电池、钠电池等新体系,提供了更加可靠、更加高效的标准化工具。
HiCY扣电自动组装平台
HiCY扣电自动组装平台基于高精度组装模块、高效抓取模块、物料预装模块、视觉定位与检测系统、自动注液模块、自动封口模块、在线电阻检测模块、自动刷锂片模块、在线监控模块及软件系统来解决上述痛点,实现扣式电池的自动化、高通量和高精度组装,提高数据可靠性和研发效率。其核心优势包括:
1)高精度定位:采用XYZ三轴线性模组,实现±0.05mm的定位精度。
2)高通量高效率: 设备支持一次性连续制作42ea纽扣电池,组装效率20s/ea。
3)高一致性组装: 集成多种功能模块,并采用反装工艺(有效解决硅碳负极等卷曲极片组装难题),提高纽扣电池电化学性能的一致性。
4)一码标识:极片称重时信息数据库建立,纽扣电池壳体本身带二维码,为扫码追溯和数据管理提供支撑。
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