Dynamiczny rozwój elektromobilności i systemów magazynowania energii sprawia, że produkcja ogniw litowo-jonowych staje się jednym z najważniejszych sektorów nowoczesnego przemysłu. Powstające w Europie gigafabryki muszą sprostać coraz wyższym wymaganiom dotyczącym jakości, wydajności, efektywności energetycznej i niezawodności procesów.

Choć najwięcej uwagi poświęca się technologii samych ogniw, równie istotnym elementem są układy napędowe. Odpowiadają one za precyzyjne sterowanie praktycznie każdym etapem produkcji – od przygotowania materiałów aktywnych aż po transport gotowych produktów. Wymaga to nie tylko szerokiego portfolio urządzeń, ale również doświadczenia w doborze kompletnych systemów napędowych do konkretnych aplikacji.

Mieszanie materiałów aktywnych – wysoki moment obrotowy i ciągła praca

Produkcja ogniw rozpoczyna się od przygotowania zawiesin materiałów aktywnych. Mieszalniki pracują często przez wiele godzin, obrabiając media o wysokiej lepkości i zmiennym obciążeniu.

W takich aplikacjach kluczowe znaczenie mają wysoki moment obrotowy, odporność na przeciążenia oraz niezawodność pracy ciągłej. Doskonale sprawdzają się tutaj przemysłowe przekładnie MAXXDRIVE®, osiągające moment obrotowy do 282 000 Nm. Dzięki modułowej konstrukcji mogą być łatwo dopasowane do parametrów mieszalników stosowanych przez producentów maszyn. Przekładnie do mieszalników można również wyposażyć w adapter SAFOMI IEC. Łączy on w jednym elemencie funkcje standardowego adaptera IEC oraz zbiornika wyrównawczego oleju. Pozwala to użytkownikom uniknąć czasochłonnego montażu zbiorników oleju i przewodów, a także eliminuje konieczność stosowania podatnych na zużycie promieniowych uszczelnień wału. Jednoczęściowa konstrukcja korpusów UNICASE™ w motoreduktorach NORD, zapewnia dużą sztywność, precyzyjne prowadzenie wałów oraz wysoką trwałość łożysk. Ma to szczególne znaczenie w aplikacjach pracujących nieprzerwanie przez całą dobę.

Powlekanie elektrod – precyzja decyduje o jakości

Jednym z najbardziej wymagających etapów jest powlekanie elektrod, polegające na precyzyjnym nakładaniu płynnej zawiesiny na metalowe folie – miedź dla anody i aluminium dla katody. Proces odbywa się z dużą prędkością, a jednocześnie wymaga utrzymania bardzo dokładnego naciągu taśmy i idealnie stabilnej prędkości. Dzięki metodzie zamkniętej pętli przetwornice częstotliwości NORD regulują dynamikę tego procesu. W połączeniu z płynną pracą naszych motoreduktorów walcowo-stożkowych napędy NORD zapewniają niezawodną precyzję przy dużych prędkościach produkcyjnych >100 m/min. Dzięki wysokiej sprawności i systemom optymalnie dostosowanym do wszystkich zakresów obciążenia rozwiązania napędowe firmy NORD przekonują najlepszą możliwą efektywnością kosztową.

Stabilność pracy napędów bezpośrednio przekłada się na równomierność warstwy materiału aktywnego, ograniczenie liczby braków oraz wyższą jakość gotowych ogniw.

Kalandrowanie – aplikacja dla przekładni przemysłowych

Podczas kalandrowania metodą roll-to-roll elektrody przechodzą pomiędzy walcami, które nadają im odpowiednią gęstość i strukturę. Napędy wykorzystywane w tym procesie muszą przenosić bardzo wysokie momenty obrotowe przy jednoczesnym zachowaniu płynnej regulacji prędkości.

Dzięki momentom obrotowym do 50 000 Nm, przełożeniom między 3,03 a 13.432,68 oraz sprawności do 97% motoreduktory walcowo-stożkowe firmy NORD są ważnym gwarantem wydajności w zastosowaniach wymagających dużych sił o wysokiej stałości.

Centralna i zdecentralizowana elektronika napędowa firmy NORD zapewnia bezpieczne i równomierne przenoszenie tej mocy na walce, a w przypadku elektrody – wysoką jakość produktu.

Transport wewnętrzny – decentralizacja napędów

Na terenie zakładów produkujących baterie funkcjonują rozbudowane systemy transportu wewnętrznego obejmujące przenośniki taśmowe, rolkowe oraz autonomiczne linie logistyczne.

W tego typu aplikacjach coraz częściej stosowane są zdecentralizowane przetwornice częstotliwości NORDAC ON, montowane bezpośrednio przy napędzie. Takie rozwiązanie upraszcza projektowanie instalacji elektrycznej, ogranicza długość przewodów, zmniejsza liczbę szaf sterowniczych oraz skraca czas montażu i uruchomienia linii. Dodatkową zaletą jest łatwiejsza rozbudowa systemów transportowych oraz uproszczona diagnostyka poszczególnych napędów.

Efektywność energetyczna jako element przewagi konkurencyjnej

Produkcja ogniw litowo-jonowych należy do najbardziej energochłonnych procesów przemysłowych. Z tego względu coraz większe znaczenie ma ograniczanie zużycia energii przez układy napędowe.

NORD oferuje synchroniczne silniki IE5+, które osiągają bardzo wysoką sprawność również przy częściowym obciążeniu. W przeciwieństwie do wielu standardowych silników ich efektywność pozostaje wysoka w szerokim zakresie prędkości, co ma szczególne znaczenie w aplikacjach o zmiennym obciążeniu, takich jak transport wewnętrzny czy systemy dozowania.

Czystość procesu również dotyczy napędów

Produkcja ogniw wymaga ograniczenia ryzyka zanieczyszczenia procesu cząstkami metali.

Dlatego NORD oferuje specjalne wykonania napędów przeznaczone do zastosowań w przemyśle bateryjnym. Obejmują one między innymi powłoki powierzchniowe niezawierające miedzi i cynku oraz zastosowanie elementów ze stali nierdzewnej zamiast standardowych komponentów ocynkowanych. Rozwiązania te pozwalają spełnić wymagania producentów baterii dotyczące czystości procesu oraz długotrwałej odporności na korozję.

Cyfrowa diagnostyka i niezawodność w Przemyśle 4.0

Rosnąca automatyzacja produkcji sprawia, że układy napędowe stają się integralnym elementem systemów Przemysłu 4.0.

Przetwornice częstotliwości NORD umożliwiają komunikację z najpopularniejszymi sieciami przemysłowymi oraz przekazywanie danych diagnostycznych do systemów nadrzędnych. Pozwala to monitorować parametry pracy napędów, planować działania serwisowe oraz ograniczać ryzyko nieplanowanych przestojów.

Kompletny system napędowy zamiast pojedynczych komponentów

Coraz więcej producentów maszyn poszukuje jednego partnera, który dostarczy cały układ napędowy, zamiast pojedynczych elementów pochodzących od różnych producentów.

NORD DRIVESYSTEMS dysponuje kompletnym portfolio obejmującym przekładnie, silniki oraz elektronikę napędową. Tak szeroka oferta umożliwia dobór optymalnego rozwiązania praktycznie dla każdego etapu produkcji ogniw – od mieszania surowców, poprzez powlekanie i kalandrowanie elektrod, aż po systemy transportowe i logistyczne. Wieloletnie doświadczenie NORD we współpracy z producentami maszyn oraz integratorami systemów pozwala oferować nie tylko pojedyncze urządzenia, ale kompletne rozwiązania napędowe. Dzięki temu użytkownicy otrzymują układ składający się z idealnie współpracujących ze sobą komponentów, zoptymalizowany pod względem wydajności, efektywności energetycznej, niezawodności oraz kosztów eksploatacji.

NORD Napędy Sp. z o.o.
www.nord.com