在电池生产的复杂流程中,模切分条工序是电池极片制作(即制片过程)里的关键一环。它处于辊压预分切工序之后,装备段卷绕工序之前,对电池生产的后续环节起着重要的衔接和保障作用。
工序具体操作与设备构成
模切环节,是将已经完成辊压及预分切的极片,依据工艺要求进行激光切割。这一过程会在极片的边缘精准切出极耳,为后续的电池组装和性能发挥奠定基础。分条则是把模切好的极片,按照既定工艺要求,一分为二,得到规格相同的极片,以满足卷绕工艺对极片尺寸和形状的要求。
承担模切分条工序任务的是激光模切分条一体机,这台设备结构复杂,由多个部件协同工作。主要包括放卷轴、放卷纠偏、放卷接料平台、放卷自动换卷机构、放卷张力系统、过程纠偏、加强筋机构、放卷储料机构、冲压机构、主牵引机构、收卷储料机构、测长机构、风刀除尘机构、收卷张力系统、收卷轴、集尘器等。与前一道工序使用的辊压预分切一体机相比,激光模切分条一体机的危险源种类更多,部分危险源引发的风险程度也更高,因此在安全管理方面需要投入更多的精力和关注。
工序中的危险源
模切分条工序中存在着多种危险源,每一种都可能对作业人员的安全造成威胁:
叉车:在模切分条设备的上料和下料过程中,叉车负责运输膜卷。如果操作不当,叉车可能会撞到人员,或者在运输过程中卷筒掉落砸伤人员。
接带压杆:在接带时,接带压杆用于固定极片,当出现断带异常情况时,它能避免飞带现象的发生。但在操作过程中,如果人员不注意,手指可能会被夹在压杆下方缝隙中。
激光:激光是模切工序的核心工具,用于将极片两侧的留白按照设计尺寸切割出极耳。然而,激光具有高能量,如果防护不当,直视激光会对眼部造成严重伤害。
各类压轮、驱动轮:这些部件的作用是使极片保持拉紧状态并持续传动。在设备运行或清洁维护过程中,人员如果不小心,手部可能会被夹在压轮或驱动轮之间。
分切刀:分切刀用于将激光模切后的极片进行切分。其刀刃锋利,在操作或清洁时,容易割伤手部。
毛刷驱动机构:该机构驱动毛刷去除极片上附着的颗粒物杂质。在设备运行或维护过程中,如果人员接触到运动的毛刷,可能会被卷入或刮伤。
除铁磁棒:用于去除极片中的铁杂质。在清洁除铁磁棒时,如果操作不当,手部可能会被夹住。
电控柜:为模切分条设备提供所需的电源。电控柜内部有高压电,如果人员未经授权擅自打开或触摸,可能会发生触电事故。
动力管路:为设备提供动力支持。动力管路中可能存在高压气体或液体,如果管路破裂或泄漏,可能会对人员造成伤害。
陶瓷刀:在人工取带接带时使用。陶瓷刀刀刃锋利,使用不当容易割伤手部。
除尘器:用于收集激光模切产生的铝粉。铝粉具有燃爆风险,如果除尘器故障或清理不当,可能会引发爆炸事故。
滑石粉:添加到除尘器内对激光切割产生的铝粉进行惰化处理。但在添加过程中,如果人员吸入滑石粉,可能会对呼吸道造成损害。
设备内部各组件棱角:设备内部空间狭窄,组件棱角锋利,人员在进入设备内部进行清洁或维护时,容易发生磕碰伤害。
清洁点检风险及预防措施
在模切分条工序正常生产前,作业人员每班都需要对设备进行清洁和点检。在这个过程中,人员需要进入设备内部,由于空间狭窄,存在诸多风险:
磕碰风险:设备内部组件众多,棱角锋利,人员在狭小空间内活动时,容易与组件发生磕碰,导致身体受伤。为规避此风险,作业人员在进入设备前应穿戴好合适的防护用品,如安全帽、防护手套等,同时要小心慢行,注意观察周围环境。
夹手风险:清洁接带压杆、各类压轮、驱动轮、除铁磁棒时,如果手部放置位置不当,很容易被夹住。因此,在进行清洁操作时,必须严格按照清洁作业安全操作规程执行,明确手部放置位置,避免接触危险部位。
割伤风险:清洁分条切刀时,圆形切刀边缘锋利,稍有不慎就会割伤手部。作业人员应使用专用工具进行清洁,避免直接用手接触切刀。同时,要确保设备处于停机状态,并挂牌上锁,防止设备意外启动。
铝粉燃爆及粉尘危害:模切分条工序产生的铝粉需要用除尘设备收集,但铝粉存在燃爆风险。在除尘设备清洁及点检过程中,会涉及粉尘危害。作业人员应佩戴好防护用品,如防尘口罩、防护眼镜等,严格按照铝粉防爆管控要点进行操作,确保除尘设备正常运行,防止铝粉积聚。
动力设备和管路风险:在进行动力设备和管路点检过程中,要注意不要触碰危险部位,如带电部位、动力接头处等。如果发现电控箱故障、带压管路介质泄漏等异常情况,应立即停止操作,并寻求专业人员处理,切勿自行维修。
设备安全保护功能验证:点检过程中,要特别注意验证设备安全保护功能的有效性。例如,检查除尘器与激光模切分条设备是否连锁停机,设备防护门开启是否连锁停机,急停按钮以及各危险部位防护罩是否完好。只有确保这些安全保护功能正常,才能保障设备和人员的安全。
生产风险及预防措施
在模切分条工序设备正常生产时,也存在一些风险需要防范:
上料风险:人员使用单臂叉车将承载有膜卷的卷筒运至设备放卷位置固定的过程中,存在叉车使用不当撞人以及卷筒掉落砸人的风险。为避免此类事故发生,人员使用叉车前应经过专业培训考核,经考核合格取得授权后方可操作叉车。叉车臂上放卷后应设置插销,防止卷筒滑落。
接带风险:固定好卷筒后涉及接带操作,接带时应注意手指不要放在接带压杆的下方缝隙,防止夹伤。操作人员要严格按照操作规程进行接带,保持注意力集中。
切带风险:使用陶瓷刀切带时,要注意防止割伤手部。操作人员应掌握正确的切带方法,使用合适的力度,并佩戴好防护手套。
激光伤害风险:完成接带及设备各部位设置后,设备进入正常生产状态。在此过程中,应保持设备屏蔽门处于关闭状态。正常生产过程中,模切部位有激光产生,屏蔽门玻璃视窗一般具有防激光伤害功能。如不具备或人员需要打开屏蔽门观察激光部位,必须配备专用激光防护眼镜,防止直视激光导致眼部受伤。
设备异常处理风险:出现设备异常时应寻求专业人员处理,切勿自行拆卸或维修设备,以免造成更严重的后果或引发安全事故。
下料风险:生产完成后使用叉车将料卷卸下和运输时,按照使用叉车上料同样的要求进行管控,确保操作安全。
电池生产模切分条工序虽然由于设备存在屏蔽外罩,设备本身大部分危险源基本处于与作业人员隔绝的状态,正常生产过程风险相对较低。但在进行安全管理时,仍需重点关注清洁点检及异常处理时的风险以及生产过程中的铝粉爆炸风险。只有全面、细致地做好安全管理工作,才能保障电池生产的顺利进行和作业人员的生命安全。