Technologia baterii litowych sięga lat 70. XX wieku, kiedy to pierwsze przełomowe odkrycia położyły podwaliny pod rozwój baterii wielokrotnego ładowania.1 . Pierwsza komercyjna bateria litowo-jonowa (LiB) pojawiła się dopiero w 1991 roku, kiedy to firma Sony wprowadziła ją do przenośnych urządzeń elektronicznych2 . Rozwój na skalę przemysłową nastąpił znacznie później, przyspieszając w połowie i pod koniec pierwszej dekady XXI wieku, wraz z pojawieniem się pojazdów elektrycznych (EV) i magazynowania energii. Wtedy też logistyka LiB zaczęła nabierać bardziej przemysłowego charakteru.
„W połowie 2010 roku głównym wyzwaniem związanym z opakowaniami było zachowanie zgodności z przepisami ONZ dotyczącymi towarów niebezpiecznych (UNDG) oraz zapewnienie bezpiecznego transportu przesyłek na skomplikowanych trasach międzynarodowych” – powiedział Amaury Fruchaud, dyrektor ds. segmentu LiB w Nefab Group. „Rozwiązania w zakresie opakowań były tworzone z myślą o solidności, priorytetowo traktując bezpieczeństwo i zgodność z przepisami, a nie efektywność kosztową, gotowość do automatyzacji czy zrównoważony rozwój”.
Co obecnie wpływa na decyzje dotyczące opakowań baterii litowo-jonowych?
Jeśli kupujesz dziś opakowania do akumulatorów litowych, działasz w zupełnie innym świecie niż jeszcze pięć czy dziesięć lat temu.
Wolumeny baterii szybko rosną, napędzane gwałtownym wzrostem popularności pojazdów elektrycznych i magazynowania energii.3 . Jednocześnie produkcja staje się coraz bardziej zautomatyzowana, a wymagania dotyczące zrównoważonego rozwoju są coraz bardziej rygorystyczne.
W przypadku zespołów ds. zaopatrzenia i łańcucha dostaw nacisk przesunął się z podstawowej ochrony na precyzję, trwałość i efektywność cyklu życia.
Kilka wyraźnych trendów wpływa na decyzje dotyczące opakowań:
- Automatyzacja staje się podstawą
Coraz więcej fabryk akumulatorów przechodzi na zautomatyzowaną obsługę4 , co oznacza, że opakowania muszą być spójne. Jeśli tace ulegają deformacji, odbiegają od określonych tolerancji wymiarowych lub nie układają się dobrze w stosy, może to zakłócić pracę linii lub spowolnić przepływ materiałów. - Zrównoważony rozwój i gospodarka o obiegu zamkniętym
Wymogi dotyczące zrównoważonego rozwoju stają się coraz bardziej rygorystyczne na całym świecie. Wybór opakowań jest coraz częściej oceniany pod kątem możliwości recyklingu, ponownego wykorzystania i ogólnego wpływu na środowisko.5 . - Szybki wzrost wolumenu
Produkcja baterii często rozwija się szybciej niż przewidywano. Wybór opakowań dokonany na wczesnym etapie może albo wspierać ten wzrost, albo wymusić kosztowne przeprojektowanie w późniejszym czasie.
Produkcja akumulatorów litowo-jonowych staje się coraz bardziej zautomatyzowana.
Wczesne rozwiązania: tacki piankowe
Początkowo moduły akumulatorów i dostawy ogniw były w dużej mierze uzależnione od tacek z pianki polietylenowej (EPE). Tacki te były tanie w produkcji, lekkie i zapewniały skuteczną ochronę wrażliwych elementów akumulatorów.
Jednak wraz ze wzrostem produkcji akumulatorów trudno było ignorować wady pianki. Z biegiem czasu wiele firm napotkało problemy:
- Tace straciły swój kształt i uległy zgnieceniu.
- Nie zawsze są one trwałe i mają tendencję do degradacji po wielu cyklach ponownego użycia.
- Duże różnice wymiarowe utrudniały zautomatyzowaną obsługę.
- Recykling okazał się trudny, niekonsekwentny i uzależniony od lokalnych systemów gospodarki odpadami.
To, co sprawdzało się przy niewielkiej skali, często stawało się ograniczeniem przy większej skali.
Tace automatyczne firmy Nefab, wykonane z wysokiej jakości materiałów, są trwałe i zachowują swoją integralność nawet przy wielokrotnym użytkowaniu.
Przejście na opakowania z tworzyw sztucznych
Wraz ze wzrostem wielkości produkcji i upowszechnieniem się automatyzacji w fabrykach akumulatorów opakowania musiały spełniać więcej funkcji niż tylko ochronę części podczas transportu. Skupiono się na rozwiązaniach, które zachowują swój kształt, są trwalsze w cyklu ponownego użycia i działają niezawodnie podczas każdej podróży.
Dlatego coraz więcej firm zaczęło przechodzić na sztywne opakowania z tworzyw sztucznych, zwłaszcza rozwiązania termoformowane i formowane wtryskowo.
Tacki z tworzywa sztucznego formowane termicznie: etap przejściowy
Termoformowanie to proces, w którym arkusz tworzywa sztucznego jest podgrzewany i formowany w określony kształt, np. tackę. Dla firm jest to atrakcyjna opcja, ponieważ:
- Trwalszy niż pianka, co sprzyja ponownemu użyciu
- Zazwyczaj charakteryzuje się krótszym czasem realizacji w porównaniu z bardziej złożonymi narzędziami.
- Zmniejsza zużycie materiałów dzięki zawartości materiałów pochodzących z recyklingu i możliwości recyklingu. Często materiał można ponownie zmielić... pod koniec cyklu życia w celu wyprodukowania nowych tacek (w ramach „systemów odbioru6 ”).
Niemniej jednak tacki formowane termicznie nadal mają swoje wady. W porównaniu z konstrukcją formowaną wtryskowo są one zazwyczaj mniej precyzyjne i oferują mniej opcji projektowych. W zależności od konfiguracji formowanie termiczne może również wymagać większego nakładu pracy ręcznej i zapewniać mniejszą wydajność niż procesy formowania z dużą prędkością.
W rezultacie termoformowanie często dobrze sprawdza się w przypadku programów o średniej wielkości lub jako rozwiązanie przejściowe podczas zwiększania produkcji.
Termoformowanie (zwane również formowaniem próżniowym) to proces polegający na podgrzewaniu arkusza tworzywa sztucznego. Arkusz tworzywa sztucznego jest podgrzewany do momentu zmiękczenia, a następnie za pomocą ssania formowany na matrycy. Po ostygnięciu nadmiar tworzywa sztucznego jest odcinany, aby uzyskać gotowy element.
Opakowania formowane wtryskowo: stworzone z myślą o skalowalności i automatyzacji
W przypadku produkcji baterii litowo-jonowych na dużą skalę opakowania z tworzyw sztucznych formowanych wtryskowo stały się najpopularniejszym rozwiązaniem.
Formowanie wtryskowe pozwala uzyskać bardzo precyzyjne, trwałe tacki, które zachowują swój kształt i zapewniają stałą wydajność. Są to kluczowe wymagania dla automatyzacji i operacji o wysokiej wydajności, gdzie nawet niewielkie odchylenia mogą spowolnić pracę.
Z punktu widzenia producenta zalety są oczywiste:
- Wąskie tolerancje wymiarowe, które wspierają zautomatyzowaną obsługę
- Wysoka trwałość przy wielu cyklach ponownego użycia
- Większa elastyczność projektowania, w tym złożone kształty i funkcje
- Łatwe czyszczenie, dzięki czemu doskonale nadaje się do logistyki w obiegu zamkniętym7
Największą wadą są wyższe koszty początkowe. Jednak patrząc na to z perspektywy całkowitego kosztu posiadania, rozwiązania formowane wtryskowo często przynoszą duże zyski w środowiskach o dużej wydajności, bo zmniejszają uszkodzenia, przestoje i zmienność operacyjną.
W tym momencie decyzja nie dotyczy już tak bardzo kosztu jednostkowego, a raczej długoterminowej niezawodności i wydajności.
Dlaczego wybór opakowania staje się decyzją strategiczną
„Nie ma jednego „najlepszego” rozwiązania w zakresie opakowań dla każdej wysyłki baterii litowo-jonowych. To, co się sprawdza, zależy od aktualnego stanu produkcji i tego, jak szybko trzeba ją skalować” – powiedział Amaury. „Programy na wczesnym etapie często stawiają na elastyczność i niskie nakłady początkowe, podczas gdy większe operacje skupiają się bardziej na trwałości, powtarzalności automatyzacji i wydajności logistycznej”.
Dobra strategia pakowania zmniejsza ryzyko z góry, wspiera płynniejsze działanie na co dzień i pozwala uniknąć kosztownych zmian projektowych w przyszłości.
Oszczędzamy zasoby w łańcuchach dostaw dla lepszego jutra.
Chcesz dowiedzieć się więcej?
SKONTAKTUJ SIĘ Z NAMI
Skontaktuj się z nami, aby dowiedzieć się więcej o naszych inteligentnych i zrównoważonych rozwiązaniach.
DOWIEDZ SIĘ WIĘCEJ
Rozwiązania dla branży LiB oraz e-mobilności i motoryzacyjnej
Zrównoważona ochrona Twojego sprzętu
Plastikowe tace transportowe i do automatycznej obsługi
Nefab oferuje plastikowe tace zaprojektowane z myślą o zrównoważonym rozwoju, wydajności i ochronie. Nasze niestandardowe rozwiązania w zakresie tac zapewniają bezpieczny transport, obsługę i przechowywanie wrażliwych komponentów.
GreenCalc
Własny certyfikowany kalkulator Nefab mierzy i kwantyfikuje oszczędności finansowe i środowiskowe w naszych rozwiązaniach.
Globalne dostawy i lokalne usługi
Dzięki ponad 250 inżynierom w ponad 30 lokalizacjach, współpracującym w ramach globalnej sieci, możesz na nas polegać przy realizacji swojego kolejnego projektu związanego z opakowaniami.