隨著社會的發(fā)展，鋰電池成為人們生活中不可或缺的日常用品，它廣泛地應(yīng)用于各種領(lǐng)域之中。在鋰電池極片分選方面，大多數(shù)鋰電池生產(chǎn)廠家利用電子天平手動對其進(jìn)行稱重分選，人工稱重分選具有工作量大、人力勞動成本大、生產(chǎn)效率低等缺點(diǎn)，而且不能較好地保證分選精度，人工稱重分選已經(jīng)不能滿足生產(chǎn)商的需要。為此，我們有必要研制出具有高精度，使用方便、工作可靠及自動化程度高等特點(diǎn)的高速稱重分選機(jī)。

關(guān)鍵詞：鋰電池極片分選自動化浮力稱重

我國鋰電池生產(chǎn)數(shù)量日益提高，在國際國內(nèi)市場所占比例逐漸增大，這一切與我國大規(guī)模生產(chǎn)鋰電池的生產(chǎn)工藝的提高及生產(chǎn)技術(shù)的逐步深化有著密切的關(guān)系。但是，在鋰電池極片稱重分選方面大多數(shù)鋰電池生產(chǎn)廠家利用電子天平手動對其進(jìn)行稱重分選，工作量相當(dāng)大，生產(chǎn)效率降低，而且不能較好的保證分選精度。因此，針對鋰離子電池制片工藝中的正負(fù)極片稱重分選方式進(jìn)行研究，探索具有高精度，使用方便，工作可靠及自動化程度高等特點(diǎn)的稱重分選方式，將提升理電池廠家的生產(chǎn)效率，大幅增加廠家的市場份額。

一、國內(nèi)外分選機(jī)研究現(xiàn)狀

國外公司在分選機(jī)研究方面，起步早，技術(shù)領(lǐng)先，市場占有額大。在食品加工、化學(xué)、礦產(chǎn)及農(nóng)業(yè)綜合等產(chǎn)業(yè)，都有廣泛采用各種分選設(shè)備。

在美國，ESM公司和Sortex公司在分選機(jī)研究方面處于領(lǐng)先地位。它們分別于20世紀(jì)30年代和40年代開始致力于分選技術(shù)的研究，并且一直進(jìn)行技術(shù)革新，與時俱進(jìn)。

在日本，分選機(jī)研究領(lǐng)先的主要是安西制作所和佐竹公司。安西制作所成立于1966年，發(fā)展相當(dāng)迅速，在1970年，便成功研制出日本第一臺電子色彩分選機(jī)，在技術(shù)上獲得一大突破，這臺分選機(jī)在中國已經(jīng)被廣泛使用了十幾年；目前，中國各地均有企業(yè)采用安西研制的各類分選機(jī)，總量達(dá)到了近百套，以湖北南金建米業(yè)和中國藍(lán)天股份為例，它們是我國兩家較大的農(nóng)業(yè)上市公司，目前采用的都是安西的色選設(shè)備；2002年4月，安西又迎來了一次新的技術(shù)革新，成功開發(fā)出了AU，它是世界首創(chuàng)的專用于分選粘度小麥的分選機(jī)；佐竹公司生產(chǎn)的分選設(shè)備主要用于農(nóng)產(chǎn)品加工行業(yè)，采用線陣CCD浮力稱重傳感器對分選物料進(jìn)行識別，這種浮力稱重傳感器有較高分辨率，能檢測出細(xì)小病斑異色粒、微黃及雜質(zhì)等，使分選機(jī)性能大大優(yōu)于傳統(tǒng)的同類分選機(jī)。

另外，主要從事分選技術(shù)研究的企業(yè)還有瑞士的布勒公司及美國和英國的一些糧油加工設(shè)備公司，這些企業(yè)的分選機(jī)產(chǎn)品遍布世界各地，代表著世界先進(jìn)水平。

國內(nèi)公司在分選機(jī)研究方面，起步晚，技術(shù)落后，目前成型的產(chǎn)品較少，主要是借鑒國外先進(jìn)技術(shù)，根據(jù)生產(chǎn)需求進(jìn)行改進(jìn)，所以研制的大多數(shù)極片分選系統(tǒng)都還停留在低級水平，各項(xiàng)性能指標(biāo)仍有待提升。如合肥安科光電和核工業(yè)理化工程研究院均有自主研發(fā)了分選設(shè)備，雖然都較好的實(shí)現(xiàn)了分選功能，但是相比國外分選機(jī)，各項(xiàng)性能指標(biāo)仍存在一定差距，尤其為了提高分選機(jī)的分選速度，一些電池自動分選設(shè)備采用矩陣式排列機(jī)械手、多并聯(lián)機(jī)械手以及多工位、多托盤同步進(jìn)行分選的強(qiáng)化措施，但是最快速度只能達(dá)到60～90個/min，這也只是一個最佳的理論速度。由于這種設(shè)備造價很高，所以限制了在電池行業(yè)的產(chǎn)業(yè)化推廣。

二、高速電池自動分選機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計

提高分選機(jī)分選速度的關(guān)鍵問題，在于增加機(jī)械手的數(shù)量。但是，由于機(jī)械手昂貴，對于目前的機(jī)械手分選設(shè)備是可望而不可及的。我們在設(shè)計電池自動分選機(jī)首次采用廉價的吸盤式電磁鐵代替機(jī)械手，實(shí)現(xiàn)了一款制造成本低，分選速度快，性能穩(wěn)定可靠，操作方便實(shí)用的新型電池自動分選機(jī)。采用吸盤式的電池自動分選機(jī)在結(jié)構(gòu)上分為電池分選區(qū)域、托盤進(jìn)料區(qū)域和電池收集區(qū)域，由384個吸盤式電磁鐵（其價格相當(dāng)于一只機(jī)械手的成本）組成4個8×12矩陣，位置對應(yīng)4個電池周轉(zhuǎn)托盤中的每一只電池，由此構(gòu)成一個電池分選區(qū)域；4個預(yù)分類的電池周轉(zhuǎn)托盤放在分選區(qū)域下方的托盤進(jìn)料區(qū)域的動板上，汽缸推動動板可以將4個電池周轉(zhuǎn)托盤同時在電池分選區(qū)域和托盤進(jìn)料區(qū)域垂直上下移動；在電池分選區(qū)域的一側(cè)有一個電池收集區(qū)域，一個收集托盤可以在電池收集區(qū)域和電池分選區(qū)域作水平運(yùn)動。

采用吸盤式電磁鐵的電池自動分選機(jī)的工作步驟如下：

步驟1：汽缸將電池周轉(zhuǎn)托盤由托盤進(jìn)料區(qū)域頂起直至電池分選區(qū)域，預(yù)分類電池的電池帽接觸到吸盤式電磁鐵表面。

步驟2：計算機(jī)根據(jù)電池的檢測結(jié)果和特定的分類方法，控制電池上方的吸盤式電磁鐵保持通電狀態(tài)或者斷電狀態(tài)，通電的吸盤式電磁鐵產(chǎn)生的磁場將該當(dāng)前類電池牢牢吸住。

步驟3：汽缸將電池周轉(zhuǎn)托盤落回到托盤進(jìn)料區(qū)域，此時，當(dāng)前類分選電池仍然牢牢吸在吸盤式電磁鐵上，其他預(yù)分類電池仍然留在電池周轉(zhuǎn)托盤里面，實(shí)現(xiàn)了當(dāng)前分類電池從其他預(yù)分類電池中間分離出來的目的。

步驟4：電池收集盤從電池收集區(qū)域水平移動至分選區(qū)域（吸盤式電磁鐵下方），到位以后，通電的吸盤式電磁鐵全部斷電，當(dāng)前分類電池全部落在電池收集盤上，并且被移出電池分選區(qū)域至電池收集區(qū)域進(jìn)行裝箱。

重復(fù)以上步驟分選下一類電池，直至所有電池分類分選結(jié)束。

三、結(jié)束語

采用吸盤式電磁鐵的電池自動分選機(jī)，不需要價格昂貴的機(jī)械手和復(fù)雜的伺服控制系統(tǒng)，采用低廉的吸盤式電磁鐵和簡單的直線運(yùn)動元件實(shí)現(xiàn)了電池快速分選，生產(chǎn)效率很高、性能十分穩(wěn)定可靠。

采用吸盤式電磁鐵的電池自動分選機(jī)在整個分選過程全部實(shí)現(xiàn)自動化，待分類的電池周轉(zhuǎn)托盤從設(shè)備的政左側(cè)推入，從右側(cè)流出后進(jìn)行下一輪周轉(zhuǎn)；電池分選出來在電池收集區(qū)域進(jìn)行快速裝箱；特別值得一提的是，該設(shè)備在更換電池型號時非常簡單，只是需要調(diào)整吸盤式電磁鐵的高度，其余不需要進(jìn)行任何調(diào)整。整個生產(chǎn)過程、調(diào)試和維修十分方便快捷，體現(xiàn)了人性化的設(shè)計理念。

采用吸盤式電磁鐵的電池自動分選機(jī)，從根本上解決了人為誤操作導(dǎo)致電池錯誤分類的現(xiàn)象發(fā)生，從而有效地保證了電池組的產(chǎn)品質(zhì)量和使用壽命。它的普及推廣，將有利于促進(jìn)大電池大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化發(fā)展進(jìn)程。