Technológia lítiových batérií sa datuje do 70. rokov 20. storočia, kedy prvé prelomové objavy položili základy pre dobíjateľné batérie.1 . Prvá komerčná lítium-iónová batéria (LiB) sa objavila až v roku 1991, keď ju spoločnosť Sony predstavila pre prenosnú elektroniku2 . Priemyselný rast nastal oveľa neskôr a zrýchlil sa v polovici až koncom 2000. rokov, keď sa začali rozvíjať elektrické vozidlá (EV) a skladovanie energie. V tom čase sa aj logistika LiB začala rozvíjať priemyselným spôsobom.
„V polovici roka 2010 bola hlavnou výzvou v oblasti balenia dodržiavanie predpisov Organizácie Spojených národov pre nebezpečný tovar (UNDG) a zabezpečenie bezpečnej prepravy zásielok po zložitých medzinárodných trasách,“ povedal Amaury Fruchaud, globálny riaditeľ segmentu LiB v spoločnosti Nefab Group. „Balenie bolo navrhnuté tak, aby bolo robustné, pričom sa uprednostňovala bezpečnosť a súlad s predpismi pred nákladovou efektívnosťou, automatizáciou alebo udržateľnosťou.“
Čo dnes ovplyvňuje rozhodnutia týkajúce sa balenia lítium-iónových batérií
Ak dnes nakupujete obaly pre LiB, pôsobíte v úplne inom svete ako pred piatimi alebo desiatimi rokmi.
Objem batérií rýchlo rastie vďaka exponenciálnemu rastu elektrických vozidiel a skladovania energie3 . Zároveň sa výroba stále viac automatizuje a požiadavky na udržateľnosť sa stávajú prísnejšími.
Pre tímy zodpovedné za obstarávanie a dodávateľský reťazec sa dôraz presunul zo základnej ochrany na presnosť, odolnosť a efektívnosť životného cyklu.
Rozhodnutia týkajúce sa obalov ovplyvňuje niekoľko jasných trendov:
- Automatizácia sa stáva základom
Viac a viac závodov na výrobu batérií prechádza na automatizované spracovanie4 , čo znamená, že balenie musí byť konzistentné. Ak sa podnosy deformujú, odchyľujú sa od definovaných rozmerových tolerancií alebo sa nedajú dobre stohovať, môže to narušiť linku alebo spomaliť tok materiálu. - Udržateľnosť a cirkulárnosť
Požiadavky na udržateľnosť sa po celom svete stávajú čoraz prísnejšími. Výber obalov sa čoraz viac posudzuje z hľadiska recyklovateľnosti, opätovnej použiteľnosti a celkového vplyvu na životné prostredie.5 . - Rýchly nárast objemu
Výroba batérií často rastie rýchlejšie, ako sa očakávalo. Včasné rozhodnutia o balení môžu buď podporiť tento rast, alebo neskôr vynútiť nákladné prepracovanie dizajnu.
Výroba lítium-iónových batérií sa stáva čoraz viac automatizovanou.
Rané riešenia: penové podnosy
Spočiatku sa pri preprave batériových modulov a článkov vo veľkej miere využívali penové podložky z expandovaného polyetylénu (EPE). Tieto podložky boli lacné na výrobu, ľahké a poskytovali účinnú ochranu citlivých komponentov batérií.
S rastom výroby batérií sa však nevýhody peny stali ťažšie ignorovateľnými. Postupom času sa mnohé spoločnosti dostali do problémov:
- Podnosy stratili svoj tvar a stlačili sa.
- Nie vždy vydržia a majú tendenciu sa po viacerých cykloch opätovného použitia znehodnocovať.
- Veľké rozmerové odchýlky sťažili automatizovanú manipuláciu.
- Recyklácia sa ukázala ako náročná, nekonzistentná a závislá od miestnych systémov nakladania s odpadom.
To, čo fungovalo dobre pri nízkych objemoch, sa často stalo prekážkou pri väčších objemoch.
Automatizačné podnosy spoločnosti Nefab, vyrobené z vysoko kvalitných materiálov, sú odolné a zachovávajú si svoju integritu aj pri opakovanom používaní.
Prechod na plastové obaly vyrobené technológiou
S nárastom objemu výroby a rozšírením automatizácie v továrňach na výrobu batérií muselo balenie plniť viac úloh ako len chrániť diely počas prepravy. Pozornosť sa presunula na riešenia, ktoré si zachovávajú svoj tvar, vydržia dlhšie pri opakovanom používaní a spoľahlivo fungujú aj po mnohých použitiach.
Preto sa čoraz viac spoločností začalo orientovať na tuhé plastové obaly, najmä na termoformované a vstrekované riešenia.
Tepelne tvarované plastové tácky: prechodný krok
Termoformovanie je proces, pri ktorom sa plastová fólia zahreje a tvaruje do podoby napríklad tácky. Pre firmy je to atraktívna možnosť, pretože:
- Drží lepšie ako pena, čo podporuje opätovné použitie
- Zvyčajne má kratšie dodacie lehoty v porovnaní so zložitejšími nástrojmi.
- Znižuje spotrebu materiálu vďaka recyklovanému obsahu a recyklovateľnosti. Materiál sa často dá na konci životnosti opätovne zomlieť a použiť na výrobu nových táckov (v rámci „systémov spätného odberu“). 6 “).
To znamená, že termoformované tácky stále majú svoje nevýhody. V porovnaní s konštrukciou vyrobenou vstrekovaním sú zvyčajne menej presné a ponúkajú menej možností dizajnu. V závislosti od nastavenia môže byť termoformovanie tiež viac manuálne a môže poskytovať nižší výkon ako vysokorýchlostné formovacie procesy.
V dôsledku toho je termoformovanie často vhodným riešením pre programy so stredným objemom alebo ako prechodné riešenie počas nábehu výroby.
Tepelné tvarovanie (tiež nazývané vákuové tvarovanie) opisuje proces zahrievania plastovej fólie. Plastová fólia sa zahrieva, kým nezmäkne, a potom sa pomocou odsávania natiahne do tvaru formy. Po vychladnutí sa prebytočný plast odreže, aby sa vytvoril konečný diel.
Vstrekované obaly: vyrobené pre veľkovýrobu a automatizáciu
Pre veľkovýrobu lítium-iónových batérií sa plastové obaly vyrábané vstrekovaním stali najvyhľadávanejšou voľbou.
Vstrekovanie vyrába vysoko presné, odolné podnosy, ktoré si zachovávajú svoj tvar a fungujú konzistentne. To sú kľúčové požiadavky pre automatizáciu a prevádzky s vysokou priepustnosťou, kde aj malé odchýlky môžu spomaliť procesy.
Z pohľadu výrobcu sú výhody jasné:
- Prísne rozmerové tolerancie, ktoré podporujú automatizovanú manipuláciu
- Vysoká odolnosť pri viacerých cykloch opätovného použitia
- Väčšia flexibilita dizajnu, vrátane zložitých tvarov a funkcií
- Ľahké čistenie, vďaka čomu je vhodný pre logistiku s uzavretým okruhom7
Najväčšou nevýhodou sú vyššie počiatočné náklady. Pri posudzovaní z hľadiska celkových nákladov na vlastníctvo však riešenia vytvorené vstrekovaním často prinášajú vysokú návratnosť v prostrediach s veľkým objemom výroby, pretože znižujú poškodenia, prestoje a prevádzkovú variabilitu.
V tom momente sa rozhodnutie menej týka jednotkových nákladov a viac dlhodobej spoľahlivosti a efektívnosti.
Prečo sa výber obalu stáva strategickým rozhodnutím
„Neexistuje jedno „najlepšie“ riešenie balenia pre každú prepravu lítium-iónových batérií. To, čo funguje, závisí od toho, kde sa výroba nachádza dnes a ako rýchlo sa musí rozšíriť,“ povedal Amaury. „Programy v počiatočnej fáze často uprednostňujú flexibilitu a nízke počiatočné investície, zatiaľ čo väčšie prevádzky sa skôr zameriavajú na odolnosť, opakovanosť automatizácie a logistickú efektívnosť.“
Dobrá stratégia balenia znižuje riziko vopred, podporuje plynulejší každodenný chod a zabraňuje nákladným prepracovaniam v budúcnosti.
Šetríme zdroje v dodávateľských reťazcoch pre lepší zajtrajšok.
Chcete sa dozvedieť viac?
KONTAKTUJTE NÁS
Kontaktujte nás a dozviete sa viac o našich inteligentných a udržateľných riešeniach.
ZÍSKAJTE VIAC
Riešenia pre odvetvie LiB, elektromobility a automobilový priemysel
Udržateľná ochrana vášho zariadenia
Plastové prepravné a manipulačné podnosy
Spoločnosť Nefab ponúka plastové podnosy navrhnuté s ohľadom na udržateľnosť, efektívnosť a ochranu. Naše riešenia podnosov na mieru zabezpečujú bezpečnú prepravu, manipuláciu a skladovanie citlivých komponentov.
GreenCalc
Nefabvlastná certifikovaná kalkulačka meria a vyčísľuje finančné a environmentálne úspory v našich riešeniach.
Globálne dodávky a lokálne služby
S viac ako 250 inžiniermi v viac ako 30 lokalitách, ktorí spolupracujú v globálnej sieti, sa na nás môžete spoľahnúť pri vašom ďalšom projekte v oblasti balenia.