V proizvodnem procesu litij-ionskih baterij je postopek nanašanja prevleke kot ključna povezava neposredno povezan z delovanjem in varnostjo baterij. Stabilnost platforme za nadzor gibanja stroja za nanašanje prevlek litijevih baterij igra odločilno vlogo pri natančnosti nanašanja prevleke. Granit in lito železo, ki sta pogosto uporabljena materiala platform, sta zaradi razlike v dimenzijski stabilnosti pritegnili veliko pozornosti. Ta članek bo podrobno analiziral znatno izboljšanje dimenzijske stabilnosti granita v primerjavi z litoželezom na platformi za nadzor gibanja strojev za nanašanje prevlek litijevih baterij s pomočjo lastnosti materialov, eksperimentalnih podatkov in praktičnih primerov uporabe.
Lastnosti materiala določajo osnovo stabilnosti
Lito železo kot tradicionalni industrijski material se je nekoč pogosto uporabljalo na področju platform za nadzor gibanja zaradi odličnih lastnosti litja in stroškovnih prednosti. Vendar pa imajo lito železo inherentne napake. Njegova notranja struktura vsebuje veliko količino grafita v kosmičih, kar je enakovredno notranjim razpokam in zmanjšuje splošno togost materiala. Hkrati je koeficient toplotnega raztezanja litega železa relativno visok, približno 10-12 ×10⁻⁶/℃. Zaradi kopičenja toplote, ki nastane pri dolgotrajnem delovanju prevleke litijeve baterije, je nagnjena k toplotnim deformacijam. Poleg tega v notranjosti litega železa nastanejo napetosti pri litju. Sčasoma sproščanje napetosti povzroči nepopravljive spremembe velikosti platforme, kar vpliva na natančnost prevleke.
Granit je naravni material, ki je nastal v geoloških procesih skozi stotine milijonov let. Njegova notranja kristalna struktura je gosta in enakomerna ter ima visoko stabilnost. Koeficient linearnega raztezanja granita je le 0,5–8 × 10⁻⁶/℃, kar je 1/2–1/3 koeficienta litega železa, in je izjemno neobčutljiv na temperaturne spremembe. Hkrati ima granit trdo teksturo, s tlačno trdnostjo do 1.050–14.000 kilogramov na kvadratni centimeter. Učinkovito se lahko upre zunanjim silam, udarcem in vibracijam, kar zagotavlja trdno in stabilno podlago za platformo za nadzor gibanja. V njem skoraj ni preostalih napetosti in ne povzroča dimenzijskih sprememb zaradi sproščanja napetosti, kar zagotavlja dimenzijsko stabilnost platforme že iz bistva materiala.
Eksperimentalni podatki potrjujejo razlike v učinkovitosti
Za vizualno primerjavo razlik v dimenzijski stabilnosti med granitom in litim železom je raziskovalna skupina izvedla poseben poskus. Izbrani sta bili dve platformi za nadzor gibanja stroja za premazovanje litijevih baterij z enakimi specifikacijami, izdelani iz granita oziroma litega železa, in preizkušeni v enakih okoljskih pogojih. Poskus je simuliral dejanski scenarij delovanja stroja za premazovanje litijevih baterij. Z neprekinjenim delovanjem opreme so spremljali spremembe velikosti platforme v različnih časovnih točkah.
Eksperimentalni rezultati kažejo, da se je po 24 urah neprekinjenega delovanja zaradi toplote, ki jo ustvarja delovanje opreme, temperatura površine litoželezne ploščadi povečala za približno 15 ℃, kar je povzročilo povečanje dolžinske dimenzije ploščadi za 0,03 mm. Pod enakimi pogoji je sprememba velikosti granitne ploščadi skoraj zanemarljiva, njeno nihanje velikosti pa je manjše od 0,005 mm. Po 1000 urah dolgotrajnih testov staranja se je zaradi sproščanja notranjih napetosti in kopičenja toplotne deformacije napaka ravnosti litoželezne ploščadi povečala z začetnih 0,01 mm na 0,05 mm. Napaka ravnosti granitne ploščadi je vedno znotraj 0,015 mm, prednost dimenzijske stabilnosti pa je očitna.
Izjemni dosežki v praktični uporabi
V dejanski proizvodnji velikega podjetja za proizvodnjo litijevih baterij so se nekoč uporabljale platforme za nadzor gibanja iz litega železa. Z daljšanjem časa delovanja opreme se je natančnost prevleke postopoma zmanjševala, kar je povzročilo neenakomerno debelino prevleke, slabo konsistenco plošč elektrod baterij in stopnjo okvarjenih izdelkov do 8 %. Da bi rešili to težavo, je podjetje platforme za nadzor gibanja nekatere opreme zamenjalo z granitnimi materiali.
Po zamenjavi se je dimenzijska stabilnost opreme znatno izboljšala. Med šestmesečnim proizvodnim ciklom je stroj za nanašanje premazov z granitno ploščadjo vedno ohranjal napako debeline premaza znotraj ±2 μm, stopnja okvarjenih izdelkov pa se je znatno zmanjšala na manj kot 3 %. Ker granitne ploščadi ne zahtevajo tako pogoste natančne kalibracije in vzdrževanja kot ploščadi iz litega železa, podjetjem vsako leto prihranijo znatne stroške vzdrževanja opreme in izpadov ter povečajo učinkovitost proizvodnje za več kot 15 %.
Skratka, pri uporabi platforme za nadzor gibanja strojev za premazovanje litijevih baterij granit s svojimi izjemnimi lastnostmi bistveno prekaša lito železo glede dimenzijske stabilnosti. Ne glede na to, ali gre za naravo materiala, eksperimentalne podatke ali praktične učinke uporabe, granit zagotavlja zanesljivo jamstvo za visoko natančno in stabilno proizvodnjo postopkov premazovanja litijevih baterij. Z nenehnim izboljševanjem zahtev glede kakovosti izdelkov v industriji litijevih baterij bodo platforme za nadzor gibanja iz granita zagotovo postale glavna izbira v industriji.
Čas objave: 22. maj 2025