Πριν από λίγο καιρό, υπήρξε μια ποιοτική ανακάλυψη στη διαδικασία κοπής καθόδου που ταλαιπωρούσε τη βιομηχανία για τόσο καιρό.
Διαδικασίες στοίβαξης και περιέλιξης:
Τα τελευταία χρόνια, καθώς η νέα αγορά ενέργειας έχει γίνει καυτή, η εγκατεστημένη ισχύς τουμπαταρίες ισχύοςέχει αυξηθεί χρόνο με το χρόνο και η σχεδίασή τους και η τεχνολογία επεξεργασίας βελτιώνονται συνεχώς, μεταξύ των οποίων η συζήτηση για τη διαδικασία περιέλιξης και τη διαδικασία πλαστικοποίησης ηλεκτρικών κυψελών δεν έχει σταματήσει ποτέ. Επί του παρόντος, το κύριο ρεύμα στην αγορά είναι η πιο αποτελεσματική, χαμηλότερο κόστος και πιο ώριμη εφαρμογή της διαδικασίας περιέλιξης, αλλά αυτή η διαδικασία είναι δύσκολο να ελεγχθεί η θερμική απομόνωση μεταξύ των κυψελών, η οποία μπορεί εύκολα να οδηγήσει σε τοπική υπερθέρμανση των κυψελών και του κίνδυνος θερμικής εξάπλωσης.
Αντίθετα, η διαδικασία πλαστικοποίησης μπορεί να παίξει καλύτερα τα πλεονεκτήματα των μεγάλωνκυψέλες μπαταρίας, η ασφάλειά του, η ενεργειακή πυκνότητα, ο έλεγχος της διαδικασίας είναι πιο συμφέρουσες από την περιέλιξη. Επιπλέον, η διαδικασία πλαστικοποίησης μπορεί να ελέγξει καλύτερα την απόδοση των κυττάρων, στον χρήστη της νέας ενέργειας σειρά οχημάτων είναι ολοένα και πιο υψηλή τάση, η διαδικασία πλαστικοποίησης πλεονεκτήματα υψηλής ενεργειακής πυκνότητας πιο ελπιδοφόρα. Επί του παρόντος, ο επικεφαλής των κατασκευαστών μπαταριών ισχύος είναι η έρευνα και η παραγωγή της διαδικασίας πλαστικοποιημένου φύλλου.
Για τους πιθανούς ιδιοκτήτες νέων ενεργειακών οχημάτων, το άγχος των χιλιομέτρων είναι αναμφίβολα ένας από τους βασικούς παράγοντες που επηρεάζουν την επιλογή του οχήματος τους.Ειδικά σε πόλεις όπου οι εγκαταστάσεις φόρτισης δεν είναι τέλειες, υπάρχει πιο επείγουσα ανάγκη για ηλεκτρικά οχήματα μεγάλης εμβέλειας. Προς το παρόν, η επίσημη γκάμα των αμιγώς ηλεκτρικών οχημάτων νέας ενέργειας ανακοινώνεται γενικά στα 300-500 km, με την πραγματική αυτονομία συχνά να αφαιρείται από την επίσημη γκάμα ανάλογα με το κλίμα και τις συνθήκες του δρόμου. Η ικανότητα αύξησης της πραγματικής εμβέλειας σχετίζεται στενά με την ενεργειακή πυκνότητα της κυψέλης ισχύος και επομένως η διαδικασία πλαστικοποίησης είναι πιο ανταγωνιστική.
Ωστόσο, η πολυπλοκότητα της διαδικασίας πλαστικοποίησης και οι πολλές τεχνικές δυσκολίες που πρέπει να επιλυθούν έχουν περιορίσει τη δημοτικότητα αυτής της διαδικασίας σε κάποιο βαθμό. Μία από τις βασικές δυσκολίες είναι ότι τα γρέζια και η σκόνη που δημιουργούνται κατά τη διαδικασία κοπής και πλαστικοποίησης μπορούν εύκολα να προκαλέσουν βραχυκύκλωμα στην μπαταρία, κάτι που αποτελεί τεράστιο κίνδυνο για την ασφάλεια. Επιπλέον, το υλικό της καθόδου είναι το πιο δαπανηρό μέρος της κυψέλης (οι κάθοδοι LiFePO4 αντιπροσωπεύουν το 40%-50% του κόστους της κυψέλης και οι τριμερείς κάθοδοι λιθίου αντιπροσωπεύουν ακόμη υψηλότερο κόστος), οπότε εάν μια αποτελεσματική και σταθερή κάθοδος δεν μπορεί να βρεθεί μέθοδος επεξεργασίας, θα προκαλέσει μεγάλη σπατάλη κόστους για τους κατασκευαστές μπαταριών και θα περιορίσει την περαιτέρω ανάπτυξη της διαδικασίας πλαστικοποίησης.
Υψηλά αναλώσιμα και χαμηλό ταβάνι
Επί του παρόντος, στη διαδικασία κοπής με μήτρα πριν από τη διαδικασία πλαστικοποίησης, είναι σύνηθες στην αγορά να χρησιμοποιείται διάτρηση μήτρας υλικού για την κοπή του κομματιού στύλου χρησιμοποιώντας το εξαιρετικά μικρό διάκενο μεταξύ της διάτρησης και της κάτω μήτρας εργαλείου. Αυτή η μηχανική διεργασία έχει μακρά ιστορία ανάπτυξης και είναι σχετικά ώριμη στην εφαρμογή της, αλλά οι καταπονήσεις που προκαλούνται από το μηχανικό δάγκωμα συχνά αφήνουν το επεξεργασμένο υλικό με ορισμένα ανεπιθύμητα χαρακτηριστικά, όπως οι γωνίες που έχουν καταρρεύσει και τα γρέζια.
Προκειμένου να αποφευχθούν τα γρέζια, η διάτρηση μήτρας υλικού πρέπει να βρει την καταλληλότερη πλευρική πίεση και την επικάλυψη εργαλείου ανάλογα με τη φύση και το πάχος του ηλεκτροδίου και μετά από αρκετούς γύρους δοκιμών πριν ξεκινήσει η επεξεργασία κατά παρτίδες. Επιπλέον, η διάτρηση μήτρας υλικού μπορεί να προκαλέσει φθορά του εργαλείου και κόλλημα υλικού μετά από πολύωρη εργασία, οδηγώντας σε αστάθεια της διαδικασίας, με αποτέλεσμα κακή ποιότητα αποκοπής, η οποία μπορεί τελικά να οδηγήσει σε χαμηλότερες αποδόσεις μπαταρίας και ακόμη και κινδύνους για την ασφάλεια. Οι κατασκευαστές μπαταριών ηλεκτρικού ρεύματος συχνά αλλάζουν τα μαχαίρια κάθε 3-5 ημέρες για να αποφύγουν κρυφά προβλήματα. Αν και η διάρκεια ζωής του εργαλείου που ανακοινώθηκε από τον κατασκευαστή μπορεί να είναι 7-10 ημέρες, ή μπορεί να κόψει 1 εκατομμύριο κομμάτια, αλλά το εργοστάσιο της μπαταρίας για να αποφύγει παρτίδες ελαττωματικών προϊόντων (κακό πρέπει να απορριφθεί σε παρτίδες), συχνά αλλάζει το μαχαίρι εκ των προτέρων, και αυτό θα επιφέρει τεράστιο κόστος αναλώσιμων.
Επιπλέον, όπως προαναφέρθηκε, προκειμένου να βελτιωθεί η γκάμα των οχημάτων, τα εργοστάσια μπαταριών έχουν εργαστεί σκληρά για να βελτιώσουν την ενεργειακή πυκνότητα των μπαταριών. Σύμφωνα με πηγές της βιομηχανίας, προκειμένου να βελτιωθεί η ενεργειακή πυκνότητα ενός μεμονωμένου στοιχείου, στο υπάρχον χημικό σύστημα, τα χημικά μέσα για τη βελτίωση της ενεργειακής πυκνότητας ενός μεμονωμένου στοιχείου έχουν βασικά αγγίξει την οροφή, μόνο μέσω της πυκνότητας συμπίεσης και του πάχους του το κομμάτι πόλο από τα δύο να κάνουμε άρθρα. Η αύξηση της πυκνότητας συμπίεσης και του πάχους του πόλου αναμφίβολα θα βλάψει περισσότερο το εργαλείο, πράγμα που σημαίνει ότι ο χρόνος αντικατάστασης του εργαλείου θα μειωθεί ξανά.
Καθώς το μέγεθος της κυψέλης αυξάνεται, τα εργαλεία που χρησιμοποιούνται για την κοπή με μήτρα πρέπει επίσης να γίνονται μεγαλύτερα, αλλά τα μεγαλύτερα εργαλεία αναμφίβολα θα μειώσουν την ταχύτητα της μηχανικής λειτουργίας και θα μειώσουν την απόδοση κοπής. Μπορούμε να πούμε ότι οι τρεις κύριοι παράγοντες της μακροπρόθεσμης σταθερής ποιότητας, της τάσης υψηλής ενεργειακής πυκνότητας και της απόδοσης κοπής μεγάλου μεγέθους πόλων καθορίζουν το ανώτερο όριο της διαδικασίας κοπής υλικού και αυτή η παραδοσιακή διαδικασία θα είναι δύσκολο να προσαρμοστεί στο μέλλον ανάπτυξη.
Λύσεις λέιζερ Picosecond για να ξεπεραστούν θετικές προκλήσεις κοπής
Η ταχεία ανάπτυξη της τεχνολογίας λέιζερ έχει δείξει τις δυνατότητές της στη βιομηχανική επεξεργασία, και ειδικότερα η βιομηχανία 3C έχει αποδείξει πλήρως την αξιοπιστία των λέιζερ στην επεξεργασία ακριβείας. Ωστόσο, έγιναν πρώιμες προσπάθειες για τη χρήση λέιζερ νανοδευτερόλεπτου για κοπή πόλων, αλλά αυτή η διαδικασία δεν προωθήθηκε σε μεγάλη κλίμακα λόγω της μεγάλης ζώνης που επηρεάζεται από τη θερμότητα και των γρεζιών μετά από επεξεργασία λέιζερ νανοδευτερόλεπτου, η οποία δεν ανταποκρίνεται στις ανάγκες των κατασκευαστών μπαταριών. Ωστόσο, σύμφωνα με την έρευνα του συγγραφέα, έχει προταθεί μια νέα λύση από εταιρείες και έχουν επιτευχθεί ορισμένα αποτελέσματα.
Όσον αφορά την τεχνική αρχή, το λέιζερ picosecond μπορεί να βασίζεται στην εξαιρετικά υψηλή ισχύ αιχμής του για να εξατμίσει αμέσως το υλικό λόγω του εξαιρετικά στενού πλάτους παλμού του. Σε αντίθεση με τη θερμική επεξεργασία με λέιζερ νανοδευτερόλεπτων, τα λέιζερ picosecond είναι διεργασίες αφαίρεσης ατμού ή επαναδιαμόρφωσης με ελάχιστα θερμικά αποτελέσματα, χωρίς σφαιρίδια τήξης και προσεγμένες ακμές επεξεργασίας, που σπάνε την παγίδα των μεγάλων ζωνών που επηρεάζονται από τη θερμότητα και των γρεζιών με λέιζερ νανοδευτερόλεπτου.
Η διαδικασία κοπής με λέιζερ picosecond έχει λύσει πολλά από τα σημεία πόνου της τρέχουσας κοπής υλικού, επιτρέποντας ποιοτική βελτίωση στη διαδικασία κοπής του θετικού ηλεκτροδίου, το οποίο αντιπροσωπεύει το μεγαλύτερο ποσοστό του κόστους της κυψέλης μπαταρίας.
1. Ποιότητα και απόδοση
Η κοπή υλικού είναι η χρήση της αρχής του μηχανικού τσιμπήματος, οι γωνίες κοπής είναι επιρρεπείς σε ελαττώματα και απαιτούν επαναλαμβανόμενη αποσφαλμάτωση. Οι μηχανικοί κόφτες θα φθαρούν με την πάροδο του χρόνου, με αποτέλεσμα να δημιουργούνται γρέζια στα κομμάτια του στύλου, γεγονός που επηρεάζει την απόδοση ολόκληρης της παρτίδας των κυττάρων. Ταυτόχρονα, η αυξημένη πυκνότητα συμπίεσης και το πάχος του κομματιού πόλου για τη βελτίωση της ενεργειακής πυκνότητας του μονομερούς θα αυξήσει επίσης τη φθορά του κοπτικού μαχαιριού. Η επεξεργασία λέιζερ υψηλής ισχύος picosecond είναι σταθερής ποιότητας και μπορεί να λειτουργήσει σταθερά για μεγάλο χρονικό διάστημα, ακόμη και αν το υλικό είναι παχύρρευστο χωρίς να προκαλείται απώλεια εξοπλισμού.
2. Συνολική αποτελεσματικότητα
Όσον αφορά την άμεση απόδοση παραγωγής, η μηχανή παραγωγής θετικού ηλεκτροδίου λέιζερ υψηλής ισχύος picosecond 300 W είναι στο ίδιο επίπεδο παραγωγής ανά ώρα με τη μηχανή παραγωγής κοπτικού υλικού, αλλά λαμβάνοντας υπόψη ότι τα μηχανήματα υλικού πρέπει να αλλάζουν μαχαίρια μία φορά κάθε τρεις έως πέντε ημέρες , που αναπόφευκτα θα οδηγήσει σε διακοπή λειτουργίας της γραμμής παραγωγής και επαναλειτουργία μετά την αλλαγή μαχαιριού, κάθε αλλαγή μαχαιριού σημαίνει αρκετές ώρες διακοπής λειτουργίας. Η παραγωγή υψηλής ταχύτητας με λέιζερ εξοικονομεί χρόνο αλλαγής εργαλείου και η συνολική απόδοση είναι καλύτερη.
3. Ευελιξία
Για εργοστάσια κυψελών ισχύος, μια γραμμή πλαστικοποίησης συχνά θα φέρει διαφορετικούς τύπους κυψελών. Κάθε αλλαγή θα διαρκέσει μερικές ακόμη ημέρες για τον εξοπλισμό κοπής υλικού και δεδομένου ότι ορισμένες κυψέλες έχουν απαιτήσεις διάτρησης σε γωνία, αυτό θα παρατείνει περαιτέρω τον χρόνο αλλαγής.
Η διαδικασία λέιζερ, από την άλλη, δεν έχει την ταλαιπωρία των αλλαγών. Είτε πρόκειται για αλλαγή σχήματος είτε για αλλαγή μεγέθους, το λέιζερ μπορεί να «τα κάνει όλα». Πρέπει να προστεθεί ότι στη διαδικασία κοπής, εάν ένα προϊόν 590 αντικατασταθεί από ένα προϊόν 960 ή ακόμα και ένα προϊόν 1200, η κοπή υλικού απαιτεί ένα μεγάλο μαχαίρι, ενώ η διαδικασία λέιζερ απαιτεί μόνο 1-2 επιπλέον οπτικά συστήματα και την κοπή η αποτελεσματικότητα δεν επηρεάζεται. Μπορεί να ειπωθεί ότι, είτε πρόκειται για αλλαγή μαζικής παραγωγής είτε για δοκιμαστικά δείγματα μικρής κλίμακας, η ευελιξία των πλεονεκτημάτων του λέιζερ έχει ξεπεράσει το ανώτερο όριο της κοπής υλικού, ώστε οι κατασκευαστές μπαταριών να εξοικονομούν πολύ χρόνο .
4. Χαμηλό συνολικό κόστος
Αν και η διαδικασία κοπής καλουπιού υλικού είναι επί του παρόντος η κύρια διαδικασία για το κόψιμο των στύλων και το αρχικό κόστος αγοράς είναι χαμηλό, απαιτεί συχνές επισκευές και αλλαγές καλουπιών και αυτές οι ενέργειες συντήρησης οδηγούν σε διακοπές λειτουργίας της γραμμής παραγωγής και κοστίζουν περισσότερες ανθρωποώρες. Αντίθετα, η λύση λέιζερ picosecond δεν έχει άλλα αναλώσιμα και ελάχιστο κόστος συντήρησης παρακολούθησης.
Μακροπρόθεσμα, η λύση λέιζερ picosecond αναμένεται να αντικαταστήσει πλήρως την τρέχουσα διαδικασία κοπής υλικού στον τομέα της κοπής θετικών ηλεκτροδίων μπαταρίας λιθίου και να γίνει ένα από τα βασικά σημεία για την προώθηση της δημοτικότητας της διαδικασίας πλαστικοποίησης, όπως ακριβώς " ένα μικρό βήμα για την κοπή ηλεκτροδίων, ένα μεγάλο βήμα για τη διαδικασία πλαστικοποίησης». Φυσικά, το νέο προϊόν εξακολουθεί να υπόκειται σε βιομηχανική επαλήθευση, εάν η θετική λύση κοπής λέιζερ picosecond μπορεί να αναγνωριστεί από τους μεγάλους κατασκευαστές μπαταριών και εάν το λέιζερ picosecond μπορεί πραγματικά να λύσει τα προβλήματα που φέρνει στους χρήστες η παραδοσιακή διαδικασία. ας περιμένουμε να δούμε.
Ώρα δημοσίευσης: Σεπ-14-2022