В процессе производства литиевых аккумуляторов машина для нанесения покрытий является ключевым элементом оборудования, и её характеристики напрямую влияют на точность нанесения покрытия и качество литиевых аккумуляторов. Изменение температуры является важным фактором, влияющим на стабильность работы машин для нанесения покрытий. Разница в термостойкости гранитных и чугунных оснований стала ключевым фактором при выборе оборудования на предприятиях по производству литиевых аккумуляторов.
Коэффициент теплового расширения: преимущество гранита в «температурной устойчивости»
Коэффициент теплового расширения определяет размерную стабильность материала при изменении температуры. Коэффициент теплового расширения чугунного основания составляет приблизительно 10-12 × 10⁻⁶/℃. В условиях колебаний температуры, характерных для цехов нанесения покрытий на литиевые аккумуляторы, даже незначительные изменения температуры могут вызвать значительную деформацию размеров. Например, при колебаниях температуры в цехе на 5℃ чугунное основание длиной 1 м может претерпеть деформацию расширения и сжатия на 50-60 мкм. Эта деформация приведет к изменению зазора между роликом нанесения покрытия и электродной пластиной, что приведет к неравномерной толщине покрытия и, как следствие, к снижению емкости и стабильности литиевых аккумуляторов.
В отличие от этого, коэффициент теплового расширения гранитного основания составляет всего (4-8) × 10⁻⁶/℃, что примерно вдвое меньше, чем у чугуна. При том же перепаде температур в 5℃ деформация гранитного основания длиной 1 м составляет всего 20-40 мкм, а изменение размеров можно практически игнорировать. В течение длительного непрерывного производственного процесса гранитное основание всегда сохраняет стабильную форму, обеспечивая точное взаимное расположение ролика для нанесения покрытия и электродной пластины, поддерживая стабильность процесса нанесения покрытия и обеспечивая надежную гарантию производства высокостабильных литиевых аккумуляторов.
Теплопроводность: характеристика гранита как «теплоизоляционного барьера».
Помимо изменения размеров, вызванного тепловым расширением, теплопроводность материалов также влияет на равномерность распределения температуры в оборудовании. Чугун обладает хорошей теплопроводностью. При нагревании внутри машины для нанесения покрытия (например, из-за работы двигателя, трения валика и т.д.) чугунное основание быстро проводит тепло, что приводит к повышению температуры поверхности основания и её неравномерному распределению. Эта разница температур создаёт термические напряжения в основании, что ещё больше усиливает деформацию. Кроме того, это может повлиять на нормальную работу окружающих прецизионных датчиков и компонентов управления.
Гранит плохо проводит тепло, его теплопроводность составляет всего 2,7–3,3 Вт/(м·К), что значительно ниже, чем у чугуна (40–60 Вт/(м·К). Во время работы окрасочной машины гранитное основание эффективно блокирует теплопередачу, снижая колебания температуры на поверхности основания и возникновение термических напряжений. Даже при длительной работе окрасочной машины под высокой нагрузкой гранитное основание сохраняет относительно стабильный температурный режим, предотвращая деформацию оборудования и снижение производительности, вызванные неравномерным распределением температуры, и создавая стабильную температурную среду для процесса нанесения покрытия.
Стабильность при циклическом изменении температуры: способность гранита выдерживать длительные температурные нагрузки
Производство литиевых аккумуляторов обычно требует оборудования, рассчитанного на длительную непрерывную работу. При частых перепадах температур (например, при охлаждении ночью и нагревании днём) стабильность материала основания имеет решающее значение. Под воздействием многократного теплового расширения и сжатия чугунное основание подвержено образованию внутренних усталостных трещин, что приводит к снижению прочности конструкции и сокращению срока службы оборудования. Данные соответствующих исследований показывают, что после 1000 температурных циклов (в диапазоне температур 20–40 °C) глубина поверхностной трещины чугунного основания может достигать 0,1–0,2 мм.
Гранитные основания обладают превосходной усталостной прочностью благодаря плотной внутренней структуре минеральных кристаллов. При одинаковых условиях испытаний на циклическое изменение температуры гранитное основание практически не образует видимых трещин, а его структурная целостность сохраняется в течение длительного времени. Высокая устойчивость к циклическому изменению температуры позволяет гранитному основанию соответствовать требованиям интенсивных и длительных эксплуатационных нагрузок, предъявляемым к производству литиевых аккумуляторов, сокращая частоту технического обслуживания и время простоя оборудования из-за проблем с основанием, а также повышая эффективность производства.
На фоне всё более строгих требований к точности и стабильности при производстве литиевых аккумуляторов, гранитные основания, благодаря своему низкому коэффициенту теплового расширения, превосходной теплопроводности и исключительной термостойкости, значительно превосходят чугунные основания по термостойкости. Выбор установки для нанесения покрытия на литиевые аккумуляторы с гранитным основанием позволяет эффективно повысить точность нанесения покрытия, гарантировать качество литиевых аккумуляторов, снизить риски, связанные с оборудованием, в процессе производства и стать важным фактором, способствующим развитию отрасли литиевых аккумуляторов в сторону повышения производительности.
Время публикации: 21 мая 2025 г.