A lítium-ion akkumulátorok gyártási folyamatában a bevonási eljárás, mint kulcsfontosságú láncszem, közvetlenül befolyásolja az akkumulátorok teljesítményét és biztonságát. A lítium akkumulátor bevonó gép mozgásvezérlő platformjának stabilitása döntő szerepet játszik a bevonat pontosságában. A gránit és az öntöttvas, mint gyakran használt platformanyagok, méretstabilitásának különbsége nagy figyelmet keltett. Ez a cikk mélyrehatóan elemzi a gránit méretstabilitásának jelentős javulását az öntöttvashoz képest a lítium akkumulátor bevonó gépek mozgásvezérlő platformján, anyagtulajdonságok, kísérleti adatok és gyakorlati alkalmazási esetek alapján.
Az anyagtulajdonságok határozzák meg a stabilitás alapját
Az öntöttvas, mint hagyományos ipari anyag, egykor széles körben használták mozgásvezérlő platformok területén kiváló öntési teljesítménye és költségelőnyei miatt. Az öntöttvas anyagoknak azonban vannak inherens hibái. Belső szerkezetük nagy mennyiségű grafitpelyhet tartalmaz, ami belső repedéseknek felel meg, és csökkenti az anyag teljes merevségét. Eközben az öntöttvas hőtágulási együtthatója viszonylag magas, körülbelül 10-12 × 10⁻⁶/℃. A lítium akkumulátor bevonatának hosszú távú működése során keletkező hő felhalmozódása miatt hajlamos a hődeformációra. Ezenkívül öntési feszültség keletkezik az öntöttvas belsejében. Idővel a feszültség felszabadulása visszafordíthatatlan változásokat okoz a platform méretében, ami befolyásolja a bevonat pontosságát.
A gránit egy természetes anyag, amely több százmillió év alatt geológiai folyamatok során keletkezett. Belső kristályszerkezete sűrű és egyenletes, és nagyfokú stabilitással rendelkezik. A gránit lineáris hőtágulási együtthatója mindössze 0,5-8×10⁻⁶/℃, ami az öntöttvasénak 1/2-1/3-a, és rendkívül érzéketlen a hőmérséklet-változásokra. Eközben a gránit kemény textúrájú, nyomószilárdsága akár 1050-14000 kilogramm négyzetcentiméterenként is lehet. Hatékonyan ellenáll a külső erőhatásoknak és rezgéseknek, szilárd és stabil alapot biztosítva a mozgásvezérlő platform számára. Szinte nincs benne maradékfeszültség, és a feszültségfelszabadulás miatt sem okoz méretváltozást, így az anyag lényegéből adódóan biztosítja a platform méretstabilitását.
Kísérleti adatok igazolják a teljesítménybeli különbségeket
A gránit és az öntöttvas méretstabilitási különbségeinek vizuális összehasonlításához a kutatócsoport egy speciális kísérletet végzett. Kiválasztottak két, azonos specifikációjú lítium akkumulátor bevonó gép mozgásvezérlő platformot, amelyek gránitból, illetve öntöttvasból készültek, és azonos környezeti feltételek mellett tesztelték őket. A kísérlet a lítium akkumulátor bevonó gép tényleges működési forgatókönyvét szimulálta. A berendezés folyamatos működtetésével a platform méretváltozásait különböző időpontokban monitorozták.
A kísérleti eredmények azt mutatják, hogy 24 órás folyamatos működés után a berendezés működése során keletkező hő miatt az öntöttvas anyagplatform felületi hőmérséklete körülbelül 15 ℃-kal emelkedett, ami a platform hosszirányú méretének 0,03 mm-es növekedését eredményezte. Ugyanezen körülmények között a gránitplatform méretváltozása szinte elhanyagolható, méretingadozási tartománya kisebb, mint 0,005 mm. 1000 órás hosszú távú öregítési tesztek után a belső feszültség felszabadulása és a hődeformáció felhalmozódása miatt az öntöttvas platform síklapúsági hibája a kezdeti 0,01 mm-ről 0,05 mm-re nőtt. A gránitplatform síklapúsági hibája mindig 0,015 mm-en belül maradt, és a méretstabilitás előnye nyilvánvaló.
Figyelemre méltó eredmények a gyakorlati alkalmazásokban
Egy nagy lítium akkumulátorgyártó vállalat a tényleges termelés során egykor öntöttvas mozgásvezérlő platformokat használt. A berendezés üzemidejének növekedésével a bevonat pontossága fokozatosan csökkent, ami egyenetlen bevonatvastagságot, az akkumulátorelektróda lemezek gyenge állagát és akár 8%-os hibás termékarányt eredményezett. A probléma megoldása érdekében a vállalat egyes berendezések mozgásvezérlő platformjait gránit anyagokra cserélte.
A csere után a berendezés méretstabilitása jelentősen javult. Egy hat hónapos gyártási ciklus alatt a gránit platformot használó bevonógép mindig ±2 μm-en belül tartotta a bevonat vastagságának hibáját, és a hibás termékek aránya jelentősen, 3% alá csökkent. Eközben, mivel a gránit platformok nem igényelnek olyan gyakori precíziós kalibrálást és karbantartást, mint az öntöttvas platformok, a vállalatoknak jelentős mennyiségű berendezés-karbantartási költséget és állásidőt takarítanak meg évente, és több mint 15%-kal növelik a termelési hatékonyságot.
Összefoglalva, a lítium akkumulátor bevonó gépek mozgásvezérlő platformjának alkalmazása során a gránit, kiemelkedő anyagtulajdonságaival, jelentősen felülmúlja az öntöttvasat a méretstabilitás tekintetében. Akár az anyag természetét, akár a kísérleti adatokat, akár a gyakorlati alkalmazási hatásokat tekintve, a gránit megbízható garanciát nyújt a lítium akkumulátor bevonási folyamatok nagy pontosságú és stabil előállítására. A lítium akkumulátoriparban a termékminőségi követelmények folyamatos javulásával a gránitból készült mozgásvezérlő platformok minden bizonnyal az iparág fő választásává válnak.
Közzététel ideje: 2025. május 22.