电芯起拱改善项目

电芯起拱改善项目总结报告插片实验第一阶段：□1.改善背景□2.试验原理□3.试验方案□4.数据分析□5.小试总结□6.中试总结□7.中试转量产一、改善背景从2013年以来，电芯在分容后出现起拱（表面外观不平整呈S形）现象，因起拱导致厚度超出标准，需要进行挑选和返工。目前现状：造成影响：直接影响：1.电池厚度超厚；2.交货周期延长；间接影响：1.合格率降低；2.增加返工成本；3.产品循环后厚度超标。二、试验原理情况分析：统计起拱电芯型号发现：1.全部为半自动卷绕电芯；2.厚度在5.0mm以上。二、试验原理改善方案：根据此：1.对泽源卷绕机进行张力系统的改造，实现卷绕过程中张力控制的渐变和卷绕速度的可变化功能；2.实现在卷绕过程中中断功能并插片。⑴卷绕过程中张力和速度控制图：二、试验原理⑵卷绕过程中断功能图：不中断中断三、试验方案选定104050AY-1950作为试验对象，分为三组；A组：赢合机卷绕(即：恒张力、恒速度卷绕）;B组：变张力、变速度卷绕；C组：变张力、恒速度、卷绕时在1/2主卷绕处中断插入垫片.数据收集：1.三组的X-Ray图片；2.三组的电芯隔膜用量；3.三组电芯的失液量；4.三组电芯的分容后厚度；5.三组电芯的起拱情况汇总；6.500周循环测试后的厚度变化；7.效率和品质汇总；四、数据分析头部尾部ABC小结：从三组的X-Ray图片来看，其正负极包覆情况良好。4.1X-Ray项目隔膜长度ABC11993199519802199319901982319951996198241998199619825199619971980STDEV2.1212.7751.095MEAN199519951981小结：插片试验的卷芯隔膜用量比正常生产的少10mm，原因：为保证电芯宽度合格，插片卷针宽度比正常的窄。四、数据分析4.2隔膜用量（工艺长度标准：2004±2mm）项目失液量ABCSTDEV0.1950.2240.201MEAN0.6330.6170.615MAX1.1151.1151.105MIN0.3250.2050.265四、数据分析4.3失液量小结：三组的失液量都在标准范围内，无明显差异。工艺标准：≤0.63g项目分容厚度ABCSTDEV0.08240.0740.0664MEAN9.13259.14229.1006MAX9.319.299.22MIN8.999.028.95四、数据分析4.4分容厚度小结：从三组的厚度平均值来看，C组厚度略小。工艺厚度标准：≤10.04.5外观统计：项目总数变形数变形比例A100023023.00%B96880.82%C32500%四、数据分析A组起拱电池外观B组起拱电池外观C组无起拱4.6循环测试：在A、B、C三组中共挑选10pcs平整电芯做(1C/1C)500周循环测试，A&B组共5pcs，C组5pcs；目前已完成500周循环；如下为500周循环厚度数据：四、数据分析插片试验循环厚度对比组别序号测试前循环次数厚度增加厚度增加率50100150200250300350400450500插片（C组）19.249.319.319.319.39.329.389.369.429.419.350.111.2%29.099.159.139.189.169.219.189.189.239.229.190.11.1%39.249.299.299.329.319.359.329.329.379.49.310.070.8%49.399.439.49.459.449.499.459.449.59.449.530.141.5%59.389.429.439.449.429.49.59.469.539.529.530.151.6%无垫片（A/B组）69.199.289.329.349.389.419.419.59.459.529.470.283.0%79.549.679.739.769.89.859.849.949.879.939.940.44.2%89.439.539.539.569.629.619.689.639.699.649.680.252.7%99.69.719.729.789.789.779.889.869.899.899.950.353.6%109.599.699.719.759.89.799.789.819.879.889.920.333.4%循环测试后外观：四、数据分析C组（卷绕插垫片）电池500周循环后外观A&B组（卷绕无垫片）电池500周循环后外观小结：1.A&B组电池厚度500周循环后，电芯轻微S型，C组电池外观平整；2.C组电池厚度增加率比A&B组小；小结：1.因插片导致其效率比正常的低20%；2.抽取垫片后能发现明显的缝隙；3.卷绕后的电芯抽取垫片后容易螺旋；四、数据分析4.7效率品质优点：1.比正常卷绕电芯隔膜用量1pcs长度少10mm；2.分容后非常平整，不起拱超厚；3.500周（1C/1C）循环测试后仍然平整。缺点：1.比正常卷绕电芯效率低20%；2.与正常卷绕的电芯相比：极耳中心距偏小、收尾位置不一致；3.卷绕后的电芯抽取垫片后容易螺旋；4.收尾位置改变；五、小试总结6.3115473CBC-6000第二次生产工序优化改善起拱第一步：优化垫片厚度；第二步：优化插垫片位置。六、中试总结115473CBC-6000第二次生产工序优化项目第一次第二次垫片厚度0.8mm1.0mm插片位置7圈（1/2主圈）4.5圈115473CBC-6000第二次生产起拱对比项目分容数量起拱数量起拱比例第一次生产171341397181.5%第二次生产61384887.95%起拱对比：小结：第二次生产起拱比例较第一次生产有明显下降，但仍有一定起拱比例；原因为：第二次生产时夹具整形下夹时就有部分电池变形，夹具整形效果不佳，后续还需继续优化；6.1第一次中试：根据排产，选择以前起拱比例大的型号，以小试的参数进行插片第一次中试。小试参数：隔膜烘烤、小张力、低卷绕速度、插片。六、中试总结小结：从三组的正常和试验数据对比来看，其插片可以明显改善电池起拱现象。起拱改善插片第一次中试结果汇总试验型号组别生产数量起拱数量起拱率593450AYH-1100正常组2298572.48%试验组191710.05%983450AYH-1800正常组207259828.86%试验组496810.02%704060AP-1700正常组101103813.77%试验组499190.18%6.2第二次中试对插片实验电池进行了工序优化：第一步：卷绕参数不变，取消隔膜烘烤；第二步：提高卷绕速度、加大隔膜张力、取消隔膜烘烤。六、中试总结卷绕插片第二次中试试验结果汇总序号项目型号完成时间生产数量起拱数量起拱比例1高速、大张力、隔膜不烘烤、插片704060AP-17006月18日463320.04%933048AY-1300206100.00%2高速、大张力、隔膜不烘烤、插片115473CBC-60006月22日171341397181.50%3高速、大张力、隔膜不烘烤、插片593450AYH-11007月10日4633900.00%4高速、大张力、隔膜不烘烤、插片803443AY-12007月28日1044600.00%5高速、大张力、隔膜不烘烤、插片位置优化115473CBC-60008月5日61384887.95%六、中试总结1.据IE评估提高卷绕速度可以提升5%效率，比正常卷绕电芯效率低15%；2.普通隔膜插垫片电池，提高卷绕速度与张力、取消隔膜烘烤，共中试63479pcs，起拱：2pcs，起拱比例为：0.003%；3.陶瓷隔膜型号115473CBC-6000第一次插片生产共：17134pcs，起拱：13971pcs，起拱比例81.5%，需继续优化工序；设备类型组别卷绕参数目的隔膜张力卷绕速度小型卷绕机工艺标准≤2.5≤150提升速度以提高效率，抵消因中断插片影响的效率实验≤5.0≤200中型卷绕机工艺标准≤4.5≤120实验≤6.0≤1506.2.1.参数对比：小结：6.3115473CBC-6000第二次生产工序优化改善起拱第一步：优化垫片厚度；第二步：优化插垫片位置。六、中试总结115473CBC-6000第二次生产工序优化项目第一次第二次垫片厚度0.8mm1.0mm插片位置7圈（1/2主圈）4.5圈115473CBC-6000第二次生产起拱对比项目分容数量起拱数量起拱比例第一次生产171341397181.5%第二次生产61384887.95%起拱对比：小结：第二次生产起拱比例较第一次生产有明显下降，但仍有一定起拱比例；原因为：第二次生产时夹具整形下夹时就有部分电池变形，夹具整形效果不佳，后续还需继续优化；六、中试总结6.3中试总结：6.3.1优点：1.提高卷绕速度-----提高效率；2.提高隔膜卷绕张力----提高隔膜对齐度，提升品质；3.隔膜来料后不进行烘烤直接卷绕---缩短生产周期，节约烤箱用电成本；节约用电成本计算：1.目前共5台隔膜烤箱，其中4台为5.5KW功率，1台为9KW功率；目前烤箱基本为满负荷运作，去除拿放隔膜时间设备不运作，烤箱运作天数约26天/月；2.假设后续隔膜全部取消烘烤；5台烤箱每月用电成本约：[（4*5.5kw*24h*26)+(1*9kw*24h*26）]*0.8元/kwh=15475.2元/月一年取消隔膜烘烤节约成本：15475.2*12月=185702元/年六、中试总结6.3.2缺点：1.卷绕的电芯抽取垫片后如甩动容易螺旋；2.比正常卷绕效率依旧低约15%，但量产效率还有提升的空间；3.插垫片卷芯中心距与负极落尾位置会发生变化。预卷前将垫片拿在右手上，待中断停止时直接放垫片插垫片提升效率方法：1.规范垫片摆放位置；2.规范员工拿垫片时间：要求员工在上个电池收尾，隔膜熔断时右手闲置期间，先将垫片在手上再卷绕，设备中断时直接放垫片，节省拿垫片时间；插垫片标准：七、中试转量产备注：AP体系的型号都需要插垫片生产。第一阶段量产推行：范围：符合以下条件的型号卷绕需插垫片1.小型与中型半自动卷绕机生产，厚度≥7.0mm，宽度≥30mm的型号；例如：705176AY-3000、753134CY-750需插垫片生产；2.涂胶隔膜型号不需要做插垫片。