Как ленты PSA оптимизируют производство аккумуляторов

Поддерживается компанией Avery Dennison Performance Tapes.

Ленты могут упростить сложные процессы, способствовать роботизированной сборке, сократить количество отходов и многое другое.

Автор: Макс ВанРаапхорст

Во всем мире на дорогах сейчас находится более 60 миллионов электромобилей. Это число казалось бы немыслимым всего несколько лет назад. Оно показывает, что производители электромобилей уже не ограничиваются доказательствами технической осуществимости, а должны также доказывать возможность массового производства — способность быстро расширять масштабы производства, одновременно максимизируя качество, безопасность и прибыль.

То же самое касается аккумуляторов для электромобилей и транспортных средств с электроприводом. Несмотря на постоянное развитие технологий, путь к выходу на рынок сейчас проходит через производство. Победителями станут те, кто сможет оптимизировать свои производственные процессы, эффективно автоматизировать их и производить продукцию высокого качества по низкой цене.

Этот путь может показаться сложным. Однако существуют стратегии, которые позволяют добиться более высокого качества и повышения производительности. Одной из таких стратегий является выбор материалов, в частности лент с адгезивом, чувствительным к давлению (PSA).

Что предлагают ленты PSA для проектирования аккумуляторов?

Ленты PSA представляют собой зрелую, сложную и разнообразную технологию, применяемую в самых разных отраслях, включая автомобилестроение и транспорт. В зависимости от конфигурации лента может содержать один или два клеящих вещества, которые приложение небольшого давления способствуют сцеплению с подложкой, защитный слой, обеспечивающий стабильность размеров и другие полезные свойства, а также внутренний слой, защищающий клеевое вещество до момента его применения.

Эти универсальные ленты легко помещаются в тесных пространствах, помогая при этом снизить общую массу упаковки. Они обеспечивают чистое и точное нанесение и, как правило, совместимы с автоматизированными процессами производства.

С точки зрения производства такие преимущества могут сделать ленты PSA более предпочтительной альтернативой жидким клеям, требующим времени отверждения и имеющим неоднородность при нанесении, а также механическим крепежным элементам, увеличивающим количество деталей и их массу.

Ленты PSA также могут быть адаптированы для обеспечения свойств, выходящих за рамки простого склеивания. Некоторые примеры: электрически изолирующие пленочные основы могут усилить диэлектрическую защиту системы.

Ленты, сочетаемые с материалами, препятствующими распространению пламени, такими как слюда, могут повысить теплозащитные характеристики. Ленты, ламинированные на толстые пенопластовые основы, могут обеспечить амортизацию ударов для чувствительных компонентов.

Ленты PSA как решение для проектирования с учетом возможностей производства

Важно отметить, что ленты PSA можно адаптировать не только с учетом конечного использования, но и для решения специфических проблем самого производственного процесса. В этом и заключается суть подхода DFM.

Факт в том, что производство аккумуляторов является чрезвычайно сложным на многих уровнях. Производство элементов, модулей и комплектных устройств требует использования различных подложек, строгих толерансов и многослойной сборки, а также соблюдения требований к электрическому и тепловому управлению. Неэффективные этапы производства и повреждение хрупких компонентов аккумуляторов представляют собой серьезные проблемы, которые могут часто возникать у производителей, использующих традиционные методы соединения и сборки.

Как ленты PSA решают эти проблемы и оптимизируют производство аккумуляторов

На сцену выходят ленты PSA. Вот лишь некоторые способы, с помощью которых это решение DFM может способствовать оптимизации производства аккумуляторов.

Ленты PSA сокращают количество процессов, затраты на производственную линию и ее сложность

Использование лент PSA позволяет избавиться от некоторых трудоемких и времязатратных этапов, связанных с традиционными методами склеивания и крепления. Как уже упоминалось, такие ленты не требуют времени отверждения. После наклеивания деталь может сразу перейти к следующему этапу производственного процесса. Это экономит время и устраняет необходимость в оборудовании, таком как печи для отверждения, что способствует контролю затрат на основные средства.

Лента Avery Dennison Volt ToughTM Stretch нового поколения является отличным примером этих преимуществ.

Данный продукт представляет собой решение для диэлектрической изоляции на основе ленты PSA, разработанное для крепления к плоским металлическим заготовкам. Эти заготовки затем можно нарезать и штамповать в любые формы, необходимые для проектирования компонента батареи. «Растяжимость», встроенная в ленту, предотвращает разрыв или трещины диэлектрического барьера в ходе этих процессов.

Традиционные методы диэлектрической изоляции, такие как покрытие порошком, могут увеличить сложность и затраты на производственный процесс, независимо от того, осуществляется ли он внутри компании или с привлечением сторонних подрядчиков. Лента PSA следующего поколения Volt Tough Stretch может быть более легко нанесена в процессе производства — вручную или с помощью роботов, что способствует упрощению процедур и снижению затрат.

Ленты PSA обеспечивают поддержку автоматизации и роботизированного нанесения

Благодаря использованию лентовых решений, адаптированных под конкретные задачи и методы автоматизации, производители электромобилей могут создавать эффективные автоматизированные процессы. Ленты PSA позволяют применять различные стратегии автоматизации, включая подбор и установку деталей с вырезами, удаление и нанесение защитного слоя в один проход, а также ламинацию крупных компонентов, таких как пластины охлаждения.

Поскольку склеивание с помощью лент PSA происходит сразу при контакте с подложкой, детали реже смещаются во время перемещения между станциями. Это особенно важно для слоистых батарейных модулей, где неправильная выровненность может привести к проблемам с электрическим зазором, неравномерным тепловым связям и сбоям в последующей сборке.

Стабильность размеров — ещё одно преимущество лент PSA, применяемых с помощью роботов. Носители на основе пленки, такие как PET, устойчивы к растяжению во время обработки и размещения с использованием роботов, что повышает точность позиционирования при высоких скоростях нанесения. В тех случаях, когда сборка требует соответствия формы по краям или на неровных поверхностях, можно использовать нетканые или пенопластовые носители для сбалансирования гибкости и совместимости с автоматизацией.

Для производителей батарей, ориентированных на масштаб производства, ленты PSA, разработанные для применения с роботами, могут способствовать стабилизации производственных линий, повышению выхода готовой продукции и улучшению общей эффективности оборудования.

Ленты PSA помогают контролировать уровень отходов и повышать качество

Многие материалы, используемые в производстве батарей, крайне чувствительны и труднообрабатываемы, из-за чего они особенно уязвимы к повреждениям во время сборки на высоких скоростях. Ленты PSA можно адаптировать так, чтобы помочь производителям батарей сократить количество отходов, образующихся из этих материалов.

Частой проблемой при удалении защитных пленок является их разрыв. Материалы вроде слюды или керамической бумаги могут порваться, разделиться на слои или треснуть под действием чрезмерных нагрузок и сил.

Конструкции лент PSA, сочетающие пленки с контролируемым высвобождением с соответствующими по составу клеевыми системами, снижают механическую нагрузку на эти материалы во время автоматизированного или полуавтоматизированного удаления. Это позволяет уменьшить количество поврежденных деталей, попадающих в последующие этапы обработки.

Производители вроде Avery Dennison могут точно регулировать силу удаления пленок, используя такие методы, как контроль формулы высвобождения (низкий, средний или высокий уровень) и/или зоновое нанесение клея.

Кроме того, ленты могут быть разработаны с учётом совместимости с системами визуального контроля для обеспечения проверки качества на этапе производства. Печатные вкладыши или пигментированные клеевые системы позволяют автоматизированному оборудованию проверять наличие и правильное размещение деталей до того, как сборка продолжится дальше. Раннее выявление дефектов позволяет удалять несоответствующие детали до того, как они принесут дополнительную ценность, тем самым снижая общую стоимость отходов.

В масштабном производстве такие постепенные улучшения накапливаются. Сокращая повреждения при обработке, смещение и дефекты на поздних этапах, ленты PSA, оптимизированные для производства батарей, способствуют повышению общего выхода готовой продукции при одновременном снижении производственных затрат.

Разработка решений DFM на основе лент PSA для вашей производственной линии

Логичным первым шагом при создании решений на основе лент PSA для ваших производственных нужд является поиск партнеров, способных предоставить экспертизу и возможности, которых может не хватать у вас самостоятельно. В этой отрасли действует множество производителей лент PSA, готовых выполнять эту роль.

Несколько вопросов, которые стоит учитывать при оценке производителей лент:

Имеет ли производитель опыт и знания в области применения лент в батарейной промышленности?

Имеет ли производитель возможности для исследований и разработок, необходимые для создания нужных мне решений?

Есть ли у производителя желание разрабатывать индивидуальные решения? (Не у всех это есть.)

Имеет ли производитель доступ к сети дополнительных компаний, таких как перерабатывающие предприятия лент и производители функциональных материалов, которые могут оказаться ключевыми для успеха проекта?

Предоставляет ли производитель лент постоянную поддержку?

В идеале такое сотрудничество начинается на раннем этапе проектирования продукта. Это позволяет производителям ленты максимально эффективно разрабатывать решения, подходящие для вашего производственного процесса.

Моя компания, Avery Dennison, сотрудничает с производителями оборудования и поставщиками, чтобы адаптировать решения на основе лент PSA под конкретные дизайны элементов, модулей и упаковок. Мы предлагаем широкий спектр решений на основе лент PSA для отрасли батарей электромобилей, и наш портфель подкрепляется мощными возможностями в области исследований и разработок.

Об авторе

Макс ВанРаапхорст — менеджер по рынку в сфере хранения энергии в Avery Dennison Materials Group North America. Обладая десятилетним опытом работы в области технической поддержки, продаж и маркетинга в сфере клеев и лент, Макс стремится помочь производителям оборудования и поставщикам преодолевать трудности, связанные с дизайном, производством и характеристиками продукции в быстро развивающейся отрасли хранения энергии.

Свяжитесь с Максом через LinkedIn

Комментарий

Создать учетную запись. Уже зарегистрированы? Войти

Виртуальная конференция по инженерии электромобилей: вход свободный

Не пропустите нашу следующую виртуальную конференцию 14–17 сентября 2026 года.

Зарегистрируйтесь на бесплатные вебинары ниже, чтобы забронировать место и посмотреть их в прямом эфире или по запросу.

Загрузить больше сессий