導(dǎo)語：在新能源產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展的當(dāng)下，鋰電池制造的每一個(gè)環(huán)節(jié)都關(guān)乎電池的性能、安全性與使用壽命。

在新能源產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展的當(dāng)下，鋰電池制造的每一個(gè)環(huán)節(jié)都關(guān)乎電池的性能、安全性與使用壽命。其中，電極涂布環(huán)節(jié)作為決定鋰電池能量密度與充放電穩(wěn)定性的關(guān)鍵工序，涵蓋漿料輸送、涂布頭控制、輥壓定型等核心流程，而六維力傳感器在這一環(huán)節(jié)中發(fā)揮著輔助作用。隨著市場對鋰電池高容量、長壽命需求的不斷攀升，傳統(tǒng)依賴單一壓力監(jiān)測或經(jīng)驗(yàn)參數(shù)控制的涂布方式，已難以滿足高精度、一致性生產(chǎn)的嚴(yán)苛要求。六維力傳感器憑借其多維度力感知能力，為電極涂布工藝的核心設(shè)備與控制系統(tǒng)提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)支持，助力生產(chǎn)工藝升級。

傳統(tǒng)電極涂布主要依靠壓力傳感器監(jiān)測涂布輥的垂直壓力，核心設(shè)備如涂布機(jī)在運(yùn)行時(shí)存在明顯局限。電極漿料具有復(fù)雜的流變特性，不同配方的漿料粘度、觸變性差異顯著，單一維度的壓力監(jiān)測無法精準(zhǔn)控制涂布過程中漿料的流動狀態(tài)與涂布頭的姿態(tài)變化。當(dāng)采用統(tǒng)一涂布參數(shù)時(shí)，即便涂布機(jī)持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，也容易出現(xiàn)涂層厚度不均、邊緣卷邊、表面條紋等問題，不僅影響電池的電化學(xué)性能，還可能導(dǎo)致電池內(nèi)部短路，增加安全隱患。

六維力傳感器作為輔助監(jiān)測器件，通常安裝于涂布頭與漿料輸送管道連接處，以及涂布輥與電極箔接觸部位，能夠?qū)崟r(shí)捕捉涂布過程中產(chǎn)生的垂直壓力、水平推力、側(cè)向拉力以及繞三軸的旋轉(zhuǎn)力矩變化，并將數(shù)據(jù)反饋至生產(chǎn)線控制系統(tǒng)。通過輔助系統(tǒng)調(diào)節(jié)涂布頭的移動速度、漿料擠出量以及涂布輥的壓力分布，修正涂布偏差，彌補(bǔ)核心設(shè)備在多維力監(jiān)測上的不足，從而降低涂層缺陷率，提升電極質(zhì)量穩(wěn)定性。同時(shí)，傳感器持續(xù)監(jiān)測力數(shù)據(jù)，輔助系統(tǒng)快速識別漿料堵塞、涂布頭卡頓等異常工況，為核心設(shè)備的故障預(yù)警與工藝調(diào)整提供依據(jù)。

六維力傳感器基于應(yīng)變片陣列與優(yōu)化的彈性體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，雖不直接參與電極涂布的核心動作，但能實(shí)現(xiàn)六維力的同步高精度測量，為涂布工藝控制系統(tǒng)提供關(guān)鍵輔助數(shù)據(jù)。在涂布作業(yè)中，傳感器可實(shí)時(shí)感知漿料擠出瞬間的微小受力變化，通過先進(jìn)的信號解耦算法，即使在漿料粘度波動、涂布速度變化等復(fù)雜工況下，也能精準(zhǔn)分離各維度力信號，確保測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性與可靠性，輔助控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)調(diào)控。其具備的高動態(tài)響應(yīng)特性與亞毫牛級測量精度，為涂布過程的精細(xì)化控制提供了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，幫助核心設(shè)備更好地完成涂布任務(wù)。需要明確的是，傳感器本身不執(zhí)行涂布操作，而是通過數(shù)據(jù)輸出輔助核心設(shè)備與系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行。

在自動化電極涂布生產(chǎn)線中，六維力傳感器輔助構(gòu)建起閉環(huán)控制系統(tǒng)。當(dāng)涂布頭開始工作時(shí)，傳感器即刻進(jìn)入工作狀態(tài)，實(shí)時(shí)采集六維力數(shù)據(jù)。當(dāng)檢測到垂直壓力低于預(yù)設(shè)閾值，表明漿料擠出量不足，傳感器將數(shù)據(jù)傳輸給控制系統(tǒng)，輔助系統(tǒng)指令漿料泵增大輸出壓力;若檢測到水平推力或旋轉(zhuǎn)力矩異常，說明涂布頭存在偏移或姿態(tài)傾斜，傳感器反饋信號輔助系統(tǒng)微調(diào)涂布頭位置與角度，防止因受力不均導(dǎo)致涂層缺陷。

針對不同類型的電極材料(如正極三元材料、負(fù)極石墨材料)與涂布工藝要求，傳感器支持多組工藝參數(shù)預(yù)設(shè)功能，輔助控制系統(tǒng)根據(jù)漿料特性、產(chǎn)品規(guī)格，調(diào)用不同的參數(shù)組控制涂布速度、輥壓壓力等核心設(shè)備運(yùn)行參數(shù)。此外，傳感器通過持續(xù)監(jiān)測六維力變化，輔助系統(tǒng)有效識別涂布過程中的異常情況，如漿料沉積、涂布輥磨損等。一旦檢測到力值異常，系統(tǒng)將立即暫停對應(yīng)工位作業(yè)，并向中控系統(tǒng)發(fā)送故障信息，便于操作人員快速定位與排除故障，顯著降低批量不良品產(chǎn)生風(fēng)險(xiǎn)。

眾多鋰電池制造企業(yè)引入該技術(shù)后，在核心涂布設(shè)備保持不變的情況下，通過六維力傳感器的輔助，實(shí)現(xiàn)了電極涂布工藝的提質(zhì)增效。通過傳感器輔助精準(zhǔn)控制涂布過程中的受力情況，電極涂層厚度均勻性大幅提升，電池容量一致性顯著改善，因涂布缺陷導(dǎo)致的產(chǎn)品不良率明顯下降。同時(shí)，傳感器輔助縮短了不同產(chǎn)品型號切換時(shí)的調(diào)試時(shí)間，提升了生產(chǎn)效率，優(yōu)化了企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)營指標(biāo)，增強(qiáng)了產(chǎn)品在市場中的競爭力。

隨著鋰電池技術(shù)向高鎳化、硅基負(fù)極等方向發(fā)展，對電極涂布工藝的要求將更加嚴(yán)苛。六維力傳感器將持續(xù)以輔助角色與機(jī)器視覺、AI 算法深度融合。通過機(jī)器學(xué)習(xí)對海量涂布受力數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，輔助構(gòu)建基于漿料特性、產(chǎn)品規(guī)格的個(gè)性化涂布工藝模型，幫助核心控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)工藝參數(shù)的自適應(yīng)優(yōu)化。結(jié)合視覺檢測系統(tǒng)對涂層表面質(zhì)量的實(shí)時(shí)監(jiān)測，傳感器輔助形成 “力 - 視覺” 雙模態(tài)質(zhì)量管控體系，進(jìn)一步推動鋰電池制造行業(yè)電極涂布技術(shù)向更高精度、更高穩(wěn)定性方向發(fā)展，始終服務(wù)于生產(chǎn)線核心設(shè)備與系統(tǒng)的高效運(yùn)行。