Литий-ионды батареяларды өндіру процесінде жабу процесі негізгі буын ретінде батареялардың өнімділігі мен қауіпсіздігіне тікелей әсер етеді. Литий батареяларын жабу машинасының қозғалысты басқару платформасының тұрақтылығы жабу дәлдігінде шешуші рөл атқарады. Гранит пен шойын, кең таралған платформа материалдары ретінде, олардың өлшемдік тұрақтылығындағы айырмашылық көпшіліктің назарын аударды. Бұл мақалада материалдың қасиеттері, эксперименттік деректер және практикалық қолдану жағдайлары арқылы литий батареяларын жабу машиналарының қозғалысты басқару платформасындағы шойынмен салыстырғанда граниттің өлшемдік тұрақтылығының айтарлықтай жақсаруы терең талданады.
Материалдық қасиеттер тұрақтылықтың негізін анықтайды
Шойын, дәстүрлі өнеркәсіптік материал ретінде, бұрын құюдың тамаша өнімділігі мен бағалық артықшылықтарына байланысты қозғалысты басқару платформалары саласында кеңінен қолданылған. Дегенмен, шойын материалдарының өзіндік кемшіліктері бар. Оның ішкі құрылымында ішкі жарықтарға тең және материалдың жалпы қаттылығын төмендететін көп мөлшерде қабыршақты графит бар. Сонымен қатар, шойынның термиялық кеңею коэффициенті салыстырмалы түрде жоғары, шамамен 10-12 × 10⁻⁶/℃. Литий батареясы жабынының ұзақ мерзімді жұмысы нәтижесінде пайда болатын жылудың жиналуы кезінде ол термиялық деформацияға бейім. Сонымен қатар, шойынның ішінде құю кернеуі болады. Уақыт өте келе кернеудің бөлінуі платформа өлшемінде қайтымсыз өзгерістерге әкеледі, бұл жабынның дәлдігіне әсер етеді.
Гранит – жүздеген миллион жылдар бойы геологиялық процестер арқылы пайда болған табиғи материал. Оның ішкі кристалдық құрылымы тығыз және біркелкі, және ол жоғары тұрақтылыққа ие. Граниттің сызықтық кеңею коэффициенті тек 0,5-8 × 10⁻⁶/℃ құрайды, бұл шойынның 1/2-1/3 бөлігіне тең және температураның өзгеруіне өте сезімтал емес. Сонымен қатар, гранит құрылымы бойынша қатты, сығылу беріктігі шаршы сантиметрге 1050-14000 килограммға дейін жетеді. Ол сыртқы күш соққылары мен дірілдерге тиімді қарсы тұра алады, қозғалысты басқару платформасы үшін берік және тұрақты негіз жасайды. Оның ішінде қалдық кернеу жоқ дерлік және кернеудің бөлінуіне байланысты өлшемдік өзгерістер тудырмайды, бұл материалдың мәні бойынша платформаның өлшемдік тұрақтылығын қамтамасыз етеді.
Эксперименттік деректер өнімділік айырмашылықтарын растайды
Гранит пен шойын арасындағы өлшемдік тұрақтылықтың айырмашылықтарын көрнекі түрде салыстыру үшін зерттеу тобы арнайы тәжірибе жүргізді. Бірдей сипаттамадағы литий батареясымен қаптау машинасының екі қозғалысты басқару платформасы таңдалды, олар сәйкесінше гранит пен шойыннан жасалған және бірдей қоршаған орта жағдайларында сыналды. Тәжірибе литий батареясымен қаптау машинасының нақты жұмыс сценарийін модельдеді. Жабдықты үздіксіз іске қосу арқылы платформаның әртүрлі уақыт нүктелеріндегі өлшемдерінің өзгеруі бақыланды.
Тәжірибелік нәтижелер көрсеткендей, 24 сағат бойы үздіксіз жұмыс істегеннен кейін, жабдықтың жұмысы нәтижесінде пайда болатын жылудың әсерінен, шойын материал платформасының беткі температурасы шамамен 15℃-қа артып, платформаның ұзындық бағытының өлшемі 0,03 мм-ге артты. Дәл осындай жағдайларда гранит платформасының өлшемінің өзгеруі іс жүзінде елеусіз, ал оның өлшемінің ауытқу диапазоны 0,005 мм-ден аз. 1000 сағаттық ұзақ мерзімді қартаю сынақтарынан кейін, ішкі кернеудің босатылуына және жылу деформациясының жиналуына байланысты, шойын платформасының жазықтық қателігі бастапқы 0,01 мм-ден 0,05 мм-ге дейін кеңейді. Гранит платформасының жазықтық қателігі әрқашан 0,015 мм шегінде сақталады және өлшемдік тұрақтылықтың артықшылығы айқын.
Тәжірибелік қолданудағы айтарлықтай жетістіктер
Литий батареяларын шығаратын ірі кәсіпорынның нақты өндірісінде шойын қозғалысын басқару платформалары бұрын қолданылған. Жабдықтың жұмыс уақыты артқан сайын, жабынның дәлдігі біртіндеп төмендеп, жабынның қалыңдығы біркелкі болмай, батарея электрод парақтарының консистенциясы нашарлап, өнімнің ақаулы деңгейі 8%-ға дейін жетті. Бұл мәселені шешу үшін кәсіпорын кейбір жабдықтардың қозғалысын басқару платформаларын гранит материалдарымен ауыстырды.
Ауыстырылғаннан кейін жабдықтың өлшемдік тұрақтылығы айтарлықтай жақсарды. Алты айлық өндіріс циклі кезінде гранит платформасын пайдаланатын жабын машинасы жабын қалыңдығының қателігін әрқашан ±2 мкм шегінде ұстап тұрды, ал ақаулы өнім деңгейі 3%-дан төменге дейін айтарлықтай төмендеді. Сонымен қатар, гранит платформалары шойын платформалары сияқты жиі дәл калибрлеуді және техникалық қызмет көрсетуді қажет етпейтіндіктен, олар кәсіпорындарға жыл сайын жабдықты техникалық қызмет көрсету шығындары мен тоқтап қалу уақытын айтарлықтай үнемдейді және өндіріс тиімділігін 15%-дан астамға арттырады.
Қорытындылай келе, литий батареясымен қаптау машиналарының қозғалысты басқару платформасын қолдануда гранит өзінің ерекше материалдық қасиеттерімен өлшемдік тұрақтылық тұрғысынан шойыннан айтарлықтай асып түседі. Материалдық табиғат, эксперименттік деректер немесе практикалық қолдану әсерлері тұрғысынан гранит литий батареясымен қаптау процестерін жоғары дәлдікпен және тұрақты өндіруге сенімді кепілдік береді. Литий батареясы өнеркәсібіндегі өнім сапасына қойылатын талаптардың үздіксіз жақсаруымен граниттен жасалған қозғалысты басқару платформалары саладағы негізгі таңдауға айналатыны сөзсіз.
Жарияланған уақыты: 2025 жылғы 22 мамыр