Empfindliche Anoden, Kathoden und Separatoren präzise und beschädigungsfrei handhaben

Vakuum-Greifer für Batteriezellen

Die Saugflächen des SBG passen sich durch gelenkige Aufnahmen flexibel an das Werkstück an
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Noch nehmen die Herstellkosten von Lithium-Ionen-Batterien einen zu großen Teil der Gesamtkosten eines Fahrzeugs ein. Innovative Handhabungstechnologien helfen, die Herstellung zu verbessern.

Im Unterschied zu asiatischen Anbietern setzen viele europäische Hersteller wegen den höheren Leistungsdichten und der thermischen Stabilität statt auf zylindrische Batteriezellen lieber auf Pouch-Zellen. Bei diesen sind die einzelnen Lagen gestapelt oder gefaltet und in einer flexiblen Aluverbundfolie verpackt.

Diese empfindlichen Anoden, Kathoden und Separatoren müssen dabei hochdynamisch, genau und kontaminationsfrei vereinzelt, gestapelt, gepuffert und transportiert werden. Konventionelle Greifer stoßen dabei aber an ihre Grenzen: Werden die extrem dünnen Folien (20 bis 100 μm) mit normalen Vakuumsauggreifern transportiert, sind sie starken mechanischen Belastungen und Verunreinigungen ausgesetzt. Bei Bernoulli-Greifern müssen Einbußen in der Geschwindigkeit und der Positioniergenauigkeit in Kauf genommen werden. Zudem kann die Druckluft den Prozessraum verunreinigen.
Der Batteriegreifer SBG von Schmalz vermeidet diese Nachteile: Er erreicht Zyklen von unter einer Sekunde, eine Positionsgenauigkeit von kleiner 0,3 mm sowie eine hohe Prozesssicherheit. Dazu trägt auch eine schnelle und dezentrale Vakuum-Erzeugung bei. Integriert ist zudem eine Abluftführung, damit keine Schmutzpartikel in den Prozessraum gelangen.
Bei der Handhabung mit konventionellen Vakuumsaugern nimmt die Vermeidung von Doppelbelegungen einen großen Teil der effektiven Gesamtzykluszeit in Anspruch: Sie ist aufwändig (Scherung/Biegung der Elektrode, Abschütteln) und muss bei jedem Stapelvorgang erfolgen.
Dagegen erfolgt der Ausschluss von Doppelbelegungen beim SBG „on the fly“: Innerhalb von 10 ms signalisieren Sensor und Steuerung, ob mehrere Elektroden/Separatoren aufgenommen wurden. Da sich der Greifer dann immer noch innerhalb des Stapelkorbes befindet, kann er die Folie erneut an der Vereinzelungsdüse vorbeiführen und den Prozess unterbrechungsfrei fortsetzen. Das reduziert die Zykluszeit um bis zu 30 %.
J. Schmalz GmbH www.schmalz.com Automatica Halle A2, Stand 302
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