In het productieproces van lithium-ionbatterijen is het coatingproces een belangrijke schakel die direct van invloed is op de prestaties en veiligheid van de batterijen. De stabiliteit van het bewegingsregelplatform van de lithiumbatterijcoatingmachine speelt een doorslaggevende rol in de nauwkeurigheid van de coating. Graniet en gietijzer, veelgebruikte platformmaterialen, hebben veel aandacht getrokken vanwege hun verschil in maatvastheid. Dit artikel analyseert de aanzienlijke verbetering in maatvastheid van graniet ten opzichte van gietijzer op het bewegingsregelplatform van lithiumbatterijcoatingmachines aan de hand van materiaaleigenschappen, experimentele gegevens en praktische toepassingen.
Materiaaleigenschappen bepalen de basis van stabiliteit
Gietijzer, een traditioneel industrieel materiaal, werd ooit veel gebruikt in motion control-platforms vanwege de uitstekende gietprestaties en kostenvoordelen. Gietijzermaterialen hebben echter inherente defecten. De interne structuur bevat een grote hoeveelheid lamelgrafiet, wat leidt tot interne scheuren en de algehele stijfheid van het materiaal vermindert. De thermische uitzettingscoëfficiënt van gietijzer is relatief hoog, ongeveer 10-12 × 10⁻⁶/℃. Door de warmteaccumulatie die ontstaat door de langdurige werking van de lithiumbatterijcoating, is het gevoelig voor thermische vervorming. Bovendien is er gietspanning in het gietijzer. Na verloop van tijd zal het loslaten van de spanning onomkeerbare veranderingen in de platformgrootte veroorzaken, wat de nauwkeurigheid van de coating beïnvloedt.
Graniet is een natuurlijk materiaal dat zich gedurende honderden miljoenen jaren heeft gevormd door geologische processen. De interne kristalstructuur is dicht en uniform en het heeft een inherent hoge stabiliteit. De lineaire uitzettingscoëfficiënt van graniet is slechts 0,5-8 × 10⁻⁶/℃, wat 1/2-1/3 is van die van gietijzer, en het is extreem ongevoelig voor temperatuurschommelingen. Graniet heeft een harde textuur, met een druksterkte van wel 1.050-14.000 kilogram per vierkante centimeter. Het is effectief bestand tegen externe krachten en trillingen, wat een solide en stabiele basis vormt voor het motion control-platform. Er is vrijwel geen restspanning in het materiaal en het veroorzaakt geen maatveranderingen door spanningsvermindering, waardoor de maatvastheid van het platform wordt gewaarborgd vanuit de essentie van het materiaal.
Experimentele gegevens bevestigen de prestatieverschillen
Om de verschillen in maatvastheid tussen graniet en gietijzer visueel te vergelijken, voerde het onderzoeksteam een speciaal experiment uit. Twee bewegingsregelplatforms van de lithiumbatterijcoatingmachine met dezelfde specificaties, respectievelijk gemaakt van graniet en gietijzer, werden geselecteerd en getest onder dezelfde omgevingsomstandigheden. Het experiment simuleerde de daadwerkelijke werking van de lithiumbatterijcoatingmachine. Door de apparatuur continu te laten draaien, werden de veranderingen in de grootte van het platform op verschillende tijdstippen gemonitord.
De experimentele resultaten tonen aan dat na 24 uur continu gebruik, als gevolg van de warmte die wordt gegenereerd door de werking van de apparatuur, de oppervlaktetemperatuur van het gietijzeren platform met ongeveer 15 ℃ steeg, wat resulteerde in een toename van 0,03 mm in de lengterichting van het platform. Onder dezelfde omstandigheden is de variatie in grootte van het granieten platform bijna verwaarloosbaar en bedraagt het fluctuatiebereik van de grootte minder dan 0,005 mm. Na 1000 uur aan langdurige verouderingstesten, als gevolg van het loslaten van interne spanning en de ophoping van thermische vervorming, nam de vlakheidsfout van het gietijzeren platform toe van de oorspronkelijke 0,01 mm tot 0,05 mm. De vlakheidsfout van het granieten platform blijft altijd binnen 0,015 mm en het voordeel van maatvastheid is duidelijk.
Opmerkelijke prestaties in praktische toepassingen
Bij de daadwerkelijke productie van een grote lithiumbatterijproducent werden ooit gietijzeren bewegingsregelplatforms gebruikt. Naarmate de bedrijfstijd van de apparatuur toenam, nam de nauwkeurigheid van de coating geleidelijk af, wat resulteerde in een ongelijkmatige coatingdikte, een slechte consistentie van de batterij-elektrodeplaten en een percentage defecte producten tot wel 8%. Om dit probleem op te lossen, verving het bedrijf de bewegingsregelplatforms van sommige apparatuur door granieten materialen.
Na vervanging is de maatvastheid van de apparatuur aanzienlijk verbeterd. Gedurende een productiecyclus van zes maanden behield de coatingmachine met een granieten platform de afwijking in de coatingdikte altijd binnen ±2 μm, en werd het percentage defecte producten aanzienlijk teruggebracht tot minder dan 3%. Omdat granieten platformen minder vaak precisiekalibratie en onderhoud vereisen dan gietijzeren platformen, besparen ze bedrijven jaarlijks aanzienlijk op onderhoudskosten en stilstand van de apparatuur en verhogen ze de productie-efficiëntie met meer dan 15%.
Concluderend kan gesteld worden dat graniet, met zijn uitstekende materiaaleigenschappen, gietijzer aanzienlijk overtreft in termen van maatvastheid bij toepassing in het motion control-platform van lithiumbatterijcoatingmachines. Of het nu gaat om materiaaleigenschappen, experimentele gegevens of praktische toepassingseffecten, graniet biedt een betrouwbare garantie voor de uiterst precieze en stabiele productie van lithiumbatterijcoatingprocessen. Met de voortdurende verbetering van de productkwaliteitseisen in de lithiumbatterijindustrie zullen motion control-platforms van graniet ongetwijfeld de standaardkeuze worden.
Geplaatst op: 22 mei 2025