电动汽车的快速发展：通过电池叠片提高产量

电池单元生产及其工艺发展还远远不够。为了加快电池单元的生产速度，柏林工业大学开发了一种电池叠片工艺，从而提高产量。然而，更高的机器和工艺速度也对自动化技术提出了更高的要求。SICK 传感器在满足这些要求方面发挥着关键作用。

电池技术 - 电动汽车的核心

到 2030 年，大部分汽车将是电动汽车。因此，电池产能不断扩张，电池工厂的预计投资额已超过 2022 年全球产量的多倍。

电池生产的核心工艺是加工电极箔和隔膜。不同类型的电池采用不同的加工工艺。其中包括卷绕膜幅，用于生产“Jelly Rolls”。各种堆叠工艺确保电池组由单个阳极、阴极和隔膜组成。卷绕工艺具有高速和工艺稳定的特点。而电池叠片则为电池的电气性能提供了优势。这两种工艺结合产生 Z 型折叠。在这种工艺中，单个电极片在折叠前就与隔膜相连。

高速堆叠是核心挑战

在进一步发展电池单元堆叠和 Z 型折叠过程中，提高堆叠速度是核心挑战。柏林工业大学机床与工厂管理研究所的处理和装配技术部教授 Franz Dietrich 领导的团队致力于应对这一挑战。其中一项任务是：在加快工艺流程的同时，不得影响堆叠电极片的定位精度。

与依靠多步拾放操作的传统工艺相比，柏林工业大学的研究人员开发了一种连续工艺流程：从拾放和处理到电极片的定位和对准。与目前先进的工艺相比，这种工艺流程能够以每秒 2000 毫米的速度连续输送材料，未来生产效率会大大提高

克服自动化技术的限制

传统的自动化技术无法实现如此高的设备运行速度。在连续输送过程中对各个电极片进行定位和对准，传统的传感器在可编程逻辑控制器时钟信号中采集数据无法做到。然而，SICK 传感器能够解决这一问题。

柏林工业大学机床与工厂管理研究所的处理和装配技术部研究组长 Arne Glodde 博士解释说：“通过结合使用 SICK 的快速检测传感器和 Beckhoff 的 XFC 技术的时间戳，我们可以摆脱在可编程逻辑控制器时钟信号中采集数据的方式，充分利用传感器速度。”

为此同时采用了 SICK 的两种传感器解决方案：WLL180T-2 光纤传感器的响应时间 ≤ 16 µs，开关频率高达 31.2 kHz。此外，光纤传感器还可以集成到狭窄的安装空间中。

使用 SICK 的 KTS Prime 色标传感器甚至可以提高测量分辨率和进给速度：开关频率高达 70 kHz，响应时间可达 3 µs。在柏林工业大学的工艺流程中使用了由光纤传感器或 KTS Prime 色标传感器组成的传感器对。通过这种方式，可以检测到进给方向上的电极片位置以及电极片前沿的角度，并在必要时进行修正。

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