В процессе производства литий-ионных аккумуляторов процесс нанесения покрытия, как ключевое звено, напрямую влияет на производительность и безопасность аккумуляторов. Устойчивость платформы управления движением машины для нанесения покрытия на литиевые аккумуляторы играет решающую роль в точности нанесения покрытия. Гранит и чугун, как часто используемые материалы платформы, разница в их размерной стабильности привлекла большое внимание. В этой статье будет глубоко проанализировано значительное улучшение размерной стабильности гранита по сравнению с чугуном на платформе управления движением машин для нанесения покрытия на литиевые аккумуляторы с помощью свойств материалов, экспериментальных данных и практических примеров применения.
Свойства материала определяют основу устойчивости
Чугун, как традиционный промышленный материал, когда-то широко использовался в области платформ управления движением из-за его превосходных литейных характеристик и преимуществ в стоимости. Однако чугунные материалы имеют присущие им дефекты. Его внутренняя структура содержит большое количество пластинчатого графита, что эквивалентно внутренним трещинам и снижает общую жесткость материала. Между тем, коэффициент теплового расширения чугуна относительно высок, примерно 10-12 × 10⁻⁶/℃. При накоплении тепла, выделяемого при длительной эксплуатации покрытия литиевой батареи, оно склонно к термической деформации. Кроме того, внутри чугуна возникает литейное напряжение. Со временем снятие напряжения вызовет необратимые изменения размера платформы, что повлияет на точность покрытия.
Гранит — это природный материал, образовавшийся в результате геологических процессов на протяжении сотен миллионов лет. Его внутренняя кристаллическая структура плотная и однородная, и ему присуща высокая стабильность. Коэффициент линейного расширения гранита составляет всего 0,5-8×10⁻⁶/℃, что составляет 1/2-1/3 от коэффициента чугуна, и он крайне нечувствителен к изменениям температуры. Между тем, гранит имеет твердую текстуру с прочностью на сжатие до 1050-14000 килограммов на квадратный сантиметр. Он может эффективно противостоять внешним силовым воздействиям и вибрациям, обеспечивая прочную и стабильную основу для платформы управления движением. Внутри него почти нет остаточного напряжения, и он не вызовет изменений размеров из-за снятия напряжения, что обеспечивает размерную стабильность платформы из сущности материала.
Экспериментальные данные подтверждают различия в производительности
Для визуального сравнения различий в размерной стабильности между гранитом и чугуном исследовательская группа провела специальный эксперимент. Были выбраны две платформы управления движением машины для нанесения покрытия на литиевые батареи с одинаковыми характеристиками, изготовленные из гранита и чугуна соответственно, и испытанные в одинаковых условиях окружающей среды. Эксперимент имитировал реальный рабочий сценарий машины для нанесения покрытия на литиевые батареи. При непрерывной работе оборудования отслеживались изменения размера платформы в различные моменты времени.
Экспериментальные результаты показывают, что после непрерывной работы в течение 24 часов из-за тепла, выделяемого при работе оборудования, температура поверхности платформы из чугуна увеличилась примерно на 15 ℃, что привело к увеличению размера платформы в продольном направлении на 0,03 мм. При тех же условиях изменение размера гранитной платформы практически незначительно, а диапазон колебаний ее размера составляет менее 0,005 мм. После 1000 часов испытаний на долгосрочное старение из-за снятия внутреннего напряжения и накопления тепловой деформации погрешность плоскостности чугунной платформы увеличилась с начальных 0,01 мм до 0,05 мм. Погрешность плоскостности гранитной платформы всегда сохраняется в пределах 0,015 мм, и преимущество размерной стабильности очевидно.
Замечательные достижения в практическом применении
На реальном производстве крупного предприятия по производству литиевых батарей когда-то использовались чугунные платформы управления движением. По мере увеличения времени работы оборудования точность покрытия постепенно снижалась, что приводило к неравномерной толщине покрытия, плохой однородности листов электродов батареи и проценту брака продукции до 8%. Для решения этой проблемы предприятие заменило платформы управления движением части оборудования на гранитные материалы.
После замены размерная стабильность оборудования была значительно улучшена. В течение полугодового производственного цикла машина для нанесения покрытия с гранитной платформой всегда поддерживала погрешность толщины покрытия в пределах ±2 мкм, а процент бракованной продукции был значительно снижен до менее 3%. Между тем, поскольку гранитные платформы не требуют такой частой точной калибровки и обслуживания, как чугунные платформы, они экономят предприятиям значительную часть затрат на обслуживание оборудования и простоев каждый год, а также повышают эффективность производства более чем на 15%.
В заключение следует отметить, что при использовании платформы управления движением машин для нанесения покрытий на литиевые батареи гранит, с его выдающимися свойствами материала, значительно превосходит чугун с точки зрения стабильности размеров. С точки зрения природы материала, экспериментальных данных или практических эффектов применения гранит обеспечивает надежную гарантию высокоточного и стабильного производства процессов нанесения покрытий на литиевые батареи. С постоянным повышением требований к качеству продукции в отрасли литиевых батарей платформы управления движением из гранита обязательно станут основным выбором в отрасли.
Время публикации: 22 мая 2025 г.