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锂电池电极涂布工艺闭环控制方法研究

申报人:赵凯 申报日期:2023-09-19

基本情况

第二十八期“上海交通大学大学生创新实践计划”
锂电池电极涂布工艺闭环控制方法研究
创新训练项目
工学
自动化类
创新类
电子信息与电气工程学院
赵凯
指导教师
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指导教师近5年主持国家自然基金青年项目1项,中国博士后面上基金1项,上海市科委浦江人才项目1项,横向课题3项。


指导教师将1:1配套本项目科研经费,科研经费将覆盖项目研究所需全部经费需求,包括材料费,加工费,人员费等。

学生专业需求:

       自动化专业、仪器专业、电气专业、计算机专业学生都可在本项目中找到适合自己专业领域的研究内容。

项目背景:

      自锂离子电池诞生,走进现代生活,历经多年发展,如今已成为炙手可热的研究领域。它不仅使移动设备更加便捷,而且推动了电动汽车产业的发展,深刻影响着能源储存技术,如风电、光电等环保能源的技术升级。2022年全国锂离子电池产量达750GWh,同比增长超过130%,行业总产值突破1.2万亿元,是上一年行业总产值6000亿元的约两倍。锂电池电极制作,有搅拌、涂布、辊压、分切四大环节。其中涂布环节的工艺水平直接影响锂电池的性能与安全。现阶段的涂布生产工艺中,多是技术工人基于电极正负极材料厚度实时调控涂布机模头参数,这种人工调节方式不仅工作强度大,效率低,完全依赖技术工人的经验,生产过程自动化水平也较低。本项目来自锂电池生产厂商的实际需求,项目完成后可为锂电池生产企业节约巨大的生产成本。

研究目标:

      本项目将设计锂电池电极生产中涂布工艺的闭环控制方法,根据锂电池正负极材料的厚度数据,控制涂布机模头的工作参数,保证锂电池正负极材料的厚度满足工艺要求。实现锂电池电极生产过程的闭环控制及工艺自动化。

研究内容:

      1、基于STM32单片机搭建下位机系统,实现电机驱动、CAN总线通讯、关键技术参数检测等功能;

      2、基于生产线数据,建立系统模型,并进行闭环控制算法的开发与调试;

      3、上位机控制界面的开发,可实现生产中关键技术参数的显示,闭环控制算法的集成等功能。

 

技术支持:

      1、指导教师全程参与项目开发,给与学生指导;

      2、项目来源于电池厂商的实际需求,可获得生产线的相关数据,用于系统的仿真与调试;

      3、本项目已有研究生在进行研究,可给予项目参与者一定的技术指导。

选题成员

0

指导教师

序号 教师姓名 电子邮箱 所属学院
1 赵凯 登录状态下查看 电子信息与电气工程学院 第一指导教师

选题附件

结束