Í framleiðsluferli litíum-jón rafhlöðu hefur húðunarferlið, sem lykilþáttur, bein áhrif á afköst og öryggi rafhlöðunnar. Stöðugleiki hreyfistýringarpalls litíum-rafhlöðuhúðunarvélarinnar gegnir lykilhlutverki í nákvæmni húðunarinnar. Granít og steypujárn eru algeng efni og munurinn á víddarstöðugleika þeirra hefur vakið mikla athygli. Þessi grein mun greina ítarlega verulegan árangur í víddarstöðugleika graníts samanborið við steypujárn á hreyfistýringarpalli litíum-rafhlöðuhúðunarvéla með því að skoða efniseiginleika, tilraunagögn og hagnýt notkunartilvik.
Efniseiginleikar ákvarða grundvöll stöðugleika
Steypujárn, sem hefðbundið iðnaðarefni, var áður mikið notað í hreyfistýringarpöllum vegna framúrskarandi steypuárangurs og kostnaðarhagkvæmni. Hins vegar hafa steypujárnsefni meðfædda galla. Innri uppbygging þess inniheldur mikið magn af flögugrafíti, sem jafngildir innri sprungum og dregur úr heildarstífleika efnisins. Á sama tíma er varmaþenslustuðull steypujárns tiltölulega hár, um það bil 10-12 × 10⁻⁶/℃. Við uppsöfnun hita sem myndast við langtíma notkun húðunar á litíumrafhlöðum er það viðkvæmt fyrir varmaaflögun. Að auki myndast steypuspenna inni í steypujárninu. Með tímanum mun losun spennunnar valda óafturkræfum breytingum á stærð palla, sem hefur áhrif á nákvæmni húðunarinnar.
Granít er náttúrulegt efni sem hefur myndast í jarðfræðilegum ferlum yfir hundruð milljóna ára. Innri kristallabygging þess er þétt og einsleit og hefur mikla stöðugleika. Línuleg útþenslustuðull graníts er aðeins 0,5-8 × 10⁻⁶/℃, sem er 1/2-1/3 af útþenslustuðli steypujárns, og það er afar ónæmt fyrir hitabreytingum. Á sama tíma er granít hart í áferð, með þjöppunarstyrk allt að 1.050-14.000 kíló á fersentímetra. Það getur á áhrifaríkan hátt staðist áhrif og titring utanaðkomandi krafta og veitir traustan og stöðugan grunn fyrir hreyfistýringarpallinn. Það er nánast engin eftirstandandi spenna inni í því og það veldur ekki víddarbreytingum vegna spennulosunar, sem tryggir víddarstöðugleika pallsins frá kjarna efnisins.
Tilraunagögn staðfesta muninn á afköstum
Til að bera saman sjónrænt muninn á víddarstöðugleika milli graníts og steypujárns framkvæmdi rannsóknarhópurinn sérstaka tilraun. Tveir hreyfistýringarpallar fyrir litíumrafhlöðuhúðunarvélina með sömu forskrift voru valdir, úr graníti og steypujárni, og prófaðir við sömu umhverfisaðstæður. Tilraunin hermdi eftir raunverulegum rekstraraðstæðum litíumrafhlöðuhúðunarvélarinnar. Með því að keyra búnaðinn stöðugt voru stærðarbreytingar pallsins á mismunandi tímapunktum fylgst með.
Niðurstöður tilraunanna sýna að eftir samfellda notkun í 24 klukkustundir, vegna hitamyndunar við notkun búnaðarins, jókst yfirborðshitastig steypujárnspallsins um það bil 15°C, sem leiddi til 0,03 mm aukningar á lengdarstefnu pallsins. Við sömu aðstæður er stærðarbreyting granítpallsins nánast hverfandi og stærðarsveiflusvið hans er minna en 0,005 mm. Eftir 1000 klukkustunda langtíma öldrunarprófanir, vegna losunar innri spennu og uppsöfnunar hitauppstreymis, jókst flatneskjuskekkja steypujárnspallsins úr upphaflegu 0,01 mm í 0,05 mm. Flatneskjuskekkja granítpallsins er alltaf innan 0,015 mm og kosturinn við víddarstöðugleika er augljós.
Merkilegir árangur í hagnýtum tilgangi
Í raunverulegri framleiðslu stórs fyrirtækis sem framleiðir litíumrafhlöður voru áður notaðir hreyfistýringarpallar úr steypujárni. Þegar rekstrartími búnaðarins jókst minnkaði nákvæmni húðunarinnar smám saman, sem leiddi til ójafnrar húðþykktar, lélegrar áferðar rafskautsplatna rafhlöðunnar og allt að 8% gallaðra vara. Til að leysa þetta vandamál skipti fyrirtækið út hreyfistýringarpöllum sumra búnaðar fyrir granítefni.
Eftir að búnaðurinn var skipt út hefur víddarstöðugleiki batnað verulega. Á sex mánaða framleiðsluferli hélt húðunarvélin, sem notar granítpall, þykktarvillunni í húðuninni alltaf innan ±2 μm og hlutfall gallaðra vara minnkaði verulega, niður í minna en 3%. Þar sem granítpallar þurfa ekki eins tíðar nákvæma kvörðun og viðhald og steypujárnspallar spara þeir fyrirtækjum verulegan viðhaldskostnað og niðurtíma búnaðar á hverju ári og auka framleiðsluhagkvæmni um meira en 15%.
Að lokum má segja að granít, með framúrskarandi efniseiginleikum sínum, skári sig verulega fram úr steypujárni hvað varðar víddarstöðugleika við notkun hreyfistýringarpalla í húðunarvélum fyrir litíumrafhlöður. Hvort sem er frá sjónarhóli efniseiginleika, tilraunagagna eða hagnýtra áhrifa, þá veitir granít áreiðanlega ábyrgð á nákvæmri og stöðugri framleiðslu á húðunarferlum fyrir litíumrafhlöður. Með stöðugum umbótum á kröfum um vörugæði í litíumrafhlöðuiðnaðinum eru hreyfistýringarpallar úr graníti óhjákvæmilegir að verða vinsælasti kosturinn í greininni.
Birtingartími: 22. maí 2025