Nem sokkal ezelőtt minőségi áttörés következett be a katódvágási folyamatban, amely oly sokáig sújtotta az ipart.
Halmozási és tekercselési eljárások:
Az elmúlt években, ahogy az új energiapiac felforrósodott, a beépített kapacitás ateljesítmény akkumulátorokévről évre nőtt, tervezési koncepciójuk és feldolgozási technológiájuk folyamatosan fejlődött, amelyek között az elektromos cellák tekercselési és laminálási folyamatáról szóló vita sem szűnt meg. Jelenleg a piacon a fő áramlat a tekercselési eljárás hatékonyabb, alacsonyabb költségű és kiforrottabb alkalmazása, de ez a folyamat nehezen szabályozható a cellák közötti hőszigeteléssel, ami könnyen vezethet a cellák helyi túlmelegedéséhez és a a termikus szökés terjedésének veszélye.
Ezzel szemben a laminálási folyamat jobban tudja játszani a nagy előnyöketakkumulátor cellák, biztonsága, energiasűrűsége, folyamatszabályozása előnyösebb, mint a tekercselés. Ezen túlmenően, a laminálási folyamat jobban szabályozhatja a cella hozamát, az új energiahordozók felhasználói körében egyre nagyobb trend, a laminálási folyamat nagy energiasűrűsége ígéretesebb. Jelenleg az akkumulátorgyártók vezetője a laminált lemezes eljárás kutatásával és gyártásával foglalkozik.
Az új energetikai járművek potenciális tulajdonosai számára a futásteljesítménytől való félelem kétségtelenül az egyik kulcsfontosságú tényező, amely befolyásolja járműválasztásukat.Különösen azokban a városokban, ahol a töltési lehetőségek nem tökéletesek, sürgetőbb szükség van nagy hatótávolságú elektromos járművekre. Jelenleg a tisztán elektromos új energiájú járművek hivatalos kínálatát általában 300-500 km-re hirdetik meg, és a valós hatótávot az éghajlati és útviszonyoktól függően gyakran leszámítjuk a hivatalos kínálatból. A valós tartomány növelésének képessége szorosan összefügg az erőcella energiasűrűségével, ezért a laminálási folyamat versenyképesebb.
A laminálási folyamat bonyolultsága és a sok megoldásra szoruló technikai nehézség azonban bizonyos mértékig korlátozta ennek az eljárásnak a népszerűségét. Az egyik legfontosabb nehézség, hogy a stancolási és laminálási folyamat során keletkező sorja és por könnyen rövidzárlatot okozhat az akkumulátorban, ami óriási biztonsági kockázatot jelent. Ráadásul a katód anyaga a cella legköltségesebb része (a LiFePO4 katódok a cella költségének 40-50%-át teszik ki, a háromkomponensű lítium katód pedig még magasabb költséget jelent), tehát ha egy hatékony és stabil katód feldolgozási módszer nem található, az nagy költségpazarlást okoz az akkumulátorgyártók számára, és korlátozza a laminálási folyamat további fejlesztését.
Hardver stancolt status quo – magas fogyóeszközök és alacsony mennyezet
Jelenleg a laminálási folyamat előtti stancolási folyamatban a piacon elterjedt a hardveres stancolási eljárás a pólusdarab vágásához, a lyukasztó és az alsó szerszámmatrica közötti rendkívül kis rés segítségével. Ez a mechanikai eljárás hosszú fejlődési múltra tekint vissza, és alkalmazása viszonylag kiforrott, de a mechanikai harapás okozta feszültségek gyakran nemkívánatos tulajdonságokat hagynak a feldolgozott anyagban, mint például beomlott sarkok és sorja.
A sorja elkerülése érdekében a hardveres stancoláshoz meg kell találni a legmegfelelőbb oldalnyomást és szerszám-átfedést az elektróda jellegének és vastagságának megfelelően, és többszöri tesztelés után a kötegelt feldolgozás megkezdése előtt. Sőt, a hardveres lyukasztás a szerszámkopást és az anyag letapadását okozhatja hosszú munkaórák után, ami a folyamat instabilitásához vezethet, ami rossz vágási minőséget eredményez, ami végső soron alacsonyabb akkumulátorkapacitáshoz, sőt biztonsági kockázatokhoz vezethet. Az akkumulátorgyártók gyakran 3-5 naponta cserélik a késeket, hogy elkerüljék a rejtett problémákat. Bár a gyártó által bejelentett szerszám élettartama 7-10 nap lehet, vagy akár 1 millió darabot is levághat, de az akkumulátorgyár, hogy elkerülje a hibás termékek tételeit (a rosszat tételenként kell selejtezni), gyakran előre cseréli a kést, és ez hatalmas fogyóeszközök költségekkel jár.
Ezen túlmenően, amint fentebb említettük, a járművek választékának javítása érdekében az akkumulátorgyárak keményen dolgoznak az akkumulátorok energiasűrűségének javításán. Iparági források szerint egyetlen cella energiasűrűségének javítása érdekében a meglévő kémiai rendszerben az egyetlen cella energiasűrűségét javító kémiai eszköz alapvetően a mennyezetet érintette, csak a tömörítési sűrűség és a vastagság révén. a pólus darabja a két tennivaló cikknek. A tömörítési sűrűség és a pólusvastagság növekedése kétségtelenül jobban károsítja a szerszámot, ami azt jelenti, hogy ismét lerövidül a szerszám cseréjének ideje.
A cellaméret növekedésével a stancoláshoz használt szerszámokat is nagyobbra kell tenni, de a nagyobb szerszámok kétségtelenül csökkentik a mechanikai műveletek sebességét és csökkentik a vágási hatékonyságot. Elmondható, hogy a hosszú távú stabil minőség, a nagy energiasűrűség trend és a nagyméretű rúdvágási hatékonyság három fő tényezője határozza meg a hardveres stancolási folyamat felső határát, és ezt a hagyományos eljárást nehéz lesz alkalmazkodni a jövőhöz. fejlesztés.
Pikoszekundumos lézeres megoldások a pozitív stancolási kihívások leküzdésére
A lézertechnológia gyors fejlődése megmutatta az ipari feldolgozásban rejlő lehetőségeket, és különösen a 3C ipar bizonyította teljes mértékben a lézerek megbízhatóságát a precíziós feldolgozásban. Korábban azonban történtek kísérletek nanoszekundumos lézerek pólusvágásra, de ezt a folyamatot nem támogatták nagy léptékben a nagy hőhatászóna és a nanoszekundumos lézeres feldolgozás utáni sorja miatt, ami nem felelt meg az akkumulátorgyártók igényeinek. A szerző kutatása szerint azonban új megoldást javasoltak a cégek, és bizonyos eredményeket is sikerült elérni.
Technikai elvet tekintve, a pikoszekundumos lézer rendkívül nagy csúcsteljesítményére támaszkodva, rendkívül szűk impulzusszélességének köszönhetően azonnal elpárologtatja az anyagot. A nanoszekundumos lézerekkel végzett hőfeldolgozástól eltérően a pikoszekundumos lézerek gőzablációs vagy újraformulációs eljárások, minimális hőhatásokkal, olvadásmentes gyöngyökkel és tiszta feldolgozási élekkel, amelyek nanoszekundumos lézerekkel megtörik a nagy hőhatású zónák és sorja csapdáját.
A pikoszekundumos lézeres stancolási eljárás megoldotta a jelenlegi hardveres stancolások sok fájdalmas pontját, lehetővé téve a pozitív elektróda vágási folyamatának minőségi javítását, amely az akkumulátorcella költségének legnagyobb részét teszi ki.
1. Minőség és hozam
A hardveres kivágás a mechanikus rágcsálás elvét alkalmazza, a vágósarkok hajlamosak a hibákra és ismételt hibakeresést igényelnek. A mechanikus vágószerszámok idővel elhasználódnak, ami sorja keletkezését eredményezi a pólusdarabokon, ami befolyásolja a teljes cellatétel hozamát. Ugyanakkor a monomer energiasűrűségének javítása érdekében a rúddarab megnövelt tömörítési sűrűsége és vastagsága növeli a vágókés kopását is. A 300 W-os nagy teljesítményű pikoszekundumos lézeres feldolgozás stabil minőségű, és folyamatosan működik hosszú ideig, még akkor is, ha az anyag besűrűsödik anélkül, hogy berendezési veszteséget okozna.
2. Általános hatékonyság
A közvetlen gyártási hatékonyság szempontjából a 300 W-os, nagy teljesítményű pikoszekundumos lézeres pozitív elektródagyártó gép óránként ugyanolyan termelési szinten működik, mint a hardveres stancolt gyártógép, de figyelembe véve, hogy a hardvergépeknek három-öt naponta egyszer kell kést cserélniük. , ami elkerülhetetlenül a gyártósor leállását és a késcsere utáni újbóli üzembe helyezést vonja maga után, minden egyes késcsere több órás leállást jelent. A teljes lézeres nagysebességű gyártás megtakarítja a szerszámcsere idejét, és jobb az általános hatásfok.
3. Rugalmasság
A teljesítménycella-gyárak esetében a lamináló sor gyakran különböző cellatípusokat hordoz. Minden egyes váltás még néhány napot vesz igénybe a hardveres stancolt berendezéseknél, és mivel egyes cellákban saroklyukasztási követelmények vannak, ez tovább növeli az átállási időt.
A lézeres eljárás viszont nem okoz gondot az átállással. Legyen szó alakváltozásról vagy méretváltozásról, a lézer „mindent megtesz”. Hozzá kell tenni, hogy a forgácsolási folyamatban, ha egy 590-as terméket 960-as vagy akár 1200-asra cserélünk, a hardveres stancoláshoz nagy kés kell, míg a lézeres eljáráshoz csak 1-2 további optikai rendszer és a vágás. a hatékonyságot nem befolyásolja. Elmondható, hogy legyen szó tömeggyártás váltásáról vagy kisüzemi próbamintáról, a lézeres előnyök rugalmassága áttörte a hardveres kivágás felső határát, így az akkumulátorgyártók sok időt spórolhatnak meg. .
4. Alacsony összköltség
Bár a hardveres stancolási folyamat jelenleg a fő eljárás az oszlopok hasításánál, és a kezdeti beszerzési költség alacsony, gyakori szerszámjavítást és szerszámcserét igényel, és ezek a karbantartási műveletek a gyártósor leállásához vezetnek, és több munkaórát jelentenek. Ezzel szemben a pikoszekundumos lézeres megoldásnak nincs más fogyóeszköze és minimális az utólagos karbantartási költsége.
Hosszú távon a pikoszekundumos lézeres megoldás várhatóan teljesen felváltja a jelenlegi hardveres stancolási folyamatot a lítium akkumulátor pozitív elektródavágás területén, és a laminálási eljárás népszerűsítésének egyik kulcsfontosságú pontja lesz, akárcsak " egy kis lépés az elektródák kivágásához, egy nagy lépés a laminálási folyamathoz." Természetesen az új termék még ipari ellenőrzés alatt áll, hogy a pikoszekundumos lézer pozitív stancolási megoldását felismerik-e a nagy akkumulátorgyártók, illetve, hogy a pikoszekundumos lézer valóban meg tudja-e oldani azokat a problémákat, amelyeket a hagyományos eljárás okoz a felhasználóknak, várjunk és meglátjuk.
Feladás időpontja: 2022-09-14