Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Automated material handling for a forthcoming large-scale lithium-ion battery factory: Study and evaluation of automated system solutions for an identified bottleneck
KTH, School of Industrial Engineering and Management (ITM).
2019 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesis
Abstract [en]

The battery industry is experiencing strong growth due to the increased demand in electrification. A necessary step for successful electrification, in electric vehicles and energy storage systems, is to reduce the cost of batteries. Currently, many material transportations between production processes are performed manually, with little or no automation. This is mainly due to low labor costs in Asia, where the majority of today’s battery manufacturing is based. To start battery production in Europe, reducing manual labor will be key for cost competitiveness. This study covers the automation and material handling for the work-in-process material, jellyrolls, the part of a battery cell that stores energy. Jellyrolls will be transported from multiple winding machines merging into a few cell assembly lines. The material handling has been identified as the current bottleneck of battery cell manufacturing. A fully automated conveyor system will connect all winding machines to the cell assembly lines and will be used for transporting jellyrolls.

Two different conveyor systems and solutions are being evaluated. One system is a simpler technical solution with jellyrolls placed in pucks that are located on a plastic conveyor belt in forward motion. The other system is a more advanced technology where the jellyrolls are placed on a vehicle that can independently be controlled and moved on a track using magnetic technology. A comparison method is used where technical requirements for the jellyroll transportation were allocated points based on the importance of the requirement. Additional points are given based on how well the requirement was met by each system, giving each system a total point to compare. The outcome of the study is a technical comparison of the two systems and solutions for this specific material movement. The magnetic track received the highest total score. However, from a technical standpoint, additional testing is needed to make a final decision on which of the two systems is the most suitable transportation system.

Abstract [sv]

Batteriindustrin genomgår en snabb tillväxt på grund av den ökade efterfrågan på elektrifiering. Ett viktigt moment för framgångsrik elektrifiering, för exempelvis elfordon och energilagring, är att minska kostnaden för batterier. Idag utförs stor del av materialtransport mellan produktionsprocesserna manuellt, med lite eller ingen automatisering. Det beror i huvudsak på låg kostnad för arbetskraft i Asien, där majoriteten av dagens batteriproduktion idag sker. Om batteritillverkning ska ske i Europa kommer det att vara avgörande att minska manuell arbetskraft för att vara pris- och konkurrenskraftig. Denna studie omfattar automatisering och materialflöde för work-in-process materialet, jellyrolls, som är den del i battericellen som lagrar energi. Jellyrolls kommer att transporteras från ett stort antal winding-maskiner och gå samman till några få monteringslinor. Denna materialhantering har identifierats som en flaskhals i batteritillverkningsprocessen. Ett fullt automatiserat transportsystem kommer att koppla ihop windning-maskinerna med monteringslinorna, vilka kommer att användas för att transportera jellyrolls.

Två olika transportbandssystem och lösningar utvärderas, en som är en enklare teknisk lösning där jellyrolls är placerade i puckar på ett plast-transportband som rör sig framåt. Den andra lösningen är en mer avancerad teknik där jellyrolls är placerade på ett mindre fordon som kan individuellt styras med hjälp av magnetteknologi. En jämförelsemetod användes där de tekniska kraven för jellyroll-transporten poängsattes baserat på kravens signifikans. Ytterligare poäng gavs baserat på hur väl kraven uppfylldes av varje enskilt system, vilket gav en poängsumma för vardera system att jämföra. Utfallet av studien är en teknisk jämförelse mellan de två systemen och lösningarna för denna specifika materialhantering. Summan av poängen visade att magnetteknologin skulle vara det bättre alternativet för denna materialhantering. Ytterligare tester behövs för att kunna fatta ett slutgiltigt beslut ur teknisk synvinkel.

Place, publisher, year, edition, pages
2019. , p. 27
Series
TRITA-ITM-EX ; 2019:98
National Category
Mechanical Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-247994OAI: oai:DiVA.org:kth-247994DiVA, id: diva2:1301190
Subject / course
Mechanical Engineering
Educational program
Master of Science - Production Engineering and Management
Presentation
2019-04-01, 00:00
Supervisors
Examiners
Available from: 2019-04-01 Created: 2019-04-01 Last updated: 2019-04-01Bibliographically approved

Open Access in DiVA

No full text in DiVA

By organisation
School of Industrial Engineering and Management (ITM)
Mechanical Engineering

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 140 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf