Аутор: Дани Хуанг, Пх.Д.
Извршни директор и руководилац истраживања и развоја, ТОБ Нев Енерги
Повежите се са др Хуангом на ЛинкедИн-у
Резиме и кључне речи
Прекомерни неравнини током сечења електрода су тихе убице стопе приноса батерије. Велики бакарни или алуминијумски избочини заобилазе ваш сепаратор током намотавања, што доводи до тренутних микро-кратких спојева или одложеног дендритског квара.
- Граница толеранције: За ћелије великог{0}}капацитета, морате да одржавате висину шиљака испод 10 µм. Све изнад 15 µм је катастрофалан недостатак квалитета.
- Критична променљива: "Угриз" (преклапање) између горњег и доњег ножа је примарни покретач величине шиљака.
- Прецизност материјала: Оштрице од волфрамовог челика (карбида) се не-не могу преговарати за аноде са високим-никлом или-силицијумом због њихове абразивне природе.
5 узрока прекомерног реза при резању
У наших 20 година у производњи, видели смо сваки могући квар у резању. Ако су вам оштрице измакле контроли, почните тако што ћете проверити ових пет криваца.
1. Проблеми са преклапањем ножева (угриза).
Ово је узрок број 1. Преклапање – које се често назива угриз – односи се на вертикални захват између горњег и доњег ротационог ножа. Ако се горњи и доњи нож превише преклапају, фолија се стисне уместо да се сече, стварајући деформисану, поцепану ивицу са јаким неравнинама. Ако се не преклапају довољно, материјал није у потпуности раздвојен и у суштини се цепа због напетости, остављајући напукнуту, завршну обраду-тешку.
Инжењерско правило--мала:поставите угриз на приближно 30–50% дебљине фолије за бакар и 20–40% за алуминијум као полазну тачку. За бакарну фолију од 10 µм, то значи преклапање негде између 3 и 5 µм – подешавање тако фино да је немогуће погодити. Користите -причвршћивач за подешавање ножа са индикатором бројчаника који може да мери кораке од 1 µм. Никада се не ослањајте на „осећај“ или визуелну проверу када бирате своје преклапање.
2. Хоризонтални размак
Размак између горње и доње стране сечива – хоризонтални размак – једнако је критичан као и преклапање. Ако је овај размак преширок, материјал се увлачи у отвор и растеже, а не сече чисто. Обично ћете видети ваљану или увијену ивицу праћену тешким неравнинама на излазној страни. Када је зазор сувише мали, сечива се трљају једно о друго, узрокујући убрзано хабање, локализовано загревање, па чак и микро-остругање.
За већину фолија за електроде, хоризонтални зазор треба одржавати између 5% и 10% дебљине материјала. Бакарна фолија од 10 µм захтева размак од отприлике 0,5 до 1 µм. Постизање овог доследно захтева прецизне-одстојнике за тло и редовно одржавање држача сечива, јер чак и мало хабање лежаја може динамички да промени зазор током-сечења великом брзином.
3. Ношење сечива
Волфрам челик је тврд, али на крају отупљује. Тупо сечиво делује као клин, гњечи ивицу фолије уместо да је сече. Резултат је класична "смицања" и тешка, неправилна шишка. Суптилније, микроскопско сечење дуж ивице сечења – често невидљиво без микроскопа – ствара назубљену линију сечења која се директно претвара у неравнине на вашој електроди.
Успоставите план превентивног одржавања заснован на обрађеним линеарним бројилима, а не на интуицији оператера. Приликом сечења необложене бакарне фолије, оштрице од карбида често могу да прођу 50.000–100.000 метара између оштрења. Али керамичке-катоде или високо{7}}силицијумске аноде су далеко абразивније; у таквим случајевима, прегледајте ивице сечива на сваких 10.000 метара. Користите УСБ микроскоп да проверите да ли су ивични чипови већи од 3 µм и поново-оштрите или одмах замените.
4. Нестабилна напетост на вебу
Ако ваша контрола затезања није закључана, електрода ће лутати бочно и осцилирати у правцу машине током реза. Ова нестабилност узрокује неуједначен притисак на месту реза и производи променљиве висине неравнина по ширини мреже – можда ћете пронаћи ниске неравнине у центру и високе неравнине близу ивица, или обрнуто.
Модерне линије за сечење морају да користе затворену-контролу затезања са руком плесача или повратном информацијом од мерне ћелије која покреће серво мотор. Подешавања ПИД-а морају бити подешена посебно за масу и крутост вашег колута електроде. Уобичајена замка је коришћење идентичних параметара затезања за тешку, свеже-обложену ролну и скоро-испражњено језгро ролне – инерција се драстично мења, а ако се серво петља не компензује, добијате шиљке и неравнине. Калибришите нулту позицију руке плесача и проверите свој серво одговор најмање једном у смени.
5. Неусклађеност материјала оштрице
Да ли користите -брзи челик (ХСС) за агресивне керамичке{1}}катоде? Потребан вам је карбид. Материјал сечива мора одговарати абразивности електроде. Стандардне ХСС оштрице са тврдоћом од 62–65 ХРЦ су адекватне за основне графитне аноде на танкој бакарној фолији, али се брзо разграђују када се скидају електроде са високим садржајем керамике (сепаратори обложени глиницом или бемитом) или композитима од силицијум-графита.
Оштрице од цементног волфрам карбида (ВЦ-Цо) са тврдоћом већом од 85 ХРА обезбеђују знатно дужи век ивице и чистије сечење у абразивним апликацијама. Додатна инвестиција се брзо надокнађује захваљујући смањеном времену застоја, нижим стопама отпада и константно мањим неравнинама. У екстремним случајевима, размислите о напредним керметима или нано{4}}зрнастим карбидним разредима, али увек разговарајте о специфичној хемији премаза са вашим добављачем сечива.
Водич за решавање проблема: од бура до прецизности
Користите ову табелу за ревизију ваше линије за сечење данас.
|
Проблем |
Основни узрок |
Инжењерско решење |
|
Ларге Буррс |
Недовољан угриз/преклапање |
Подесите дубину горњег ножа у корацима од 0,05 мм |
|
Едге Цурлинг |
Хоризонтални размак је превелик |
Смањите размак сечива на 0,01-0,02 мм |
|
Бладе Цхиппинг |
Неусклађеност или тврде честице |
Поново{0}}поравнајте држаче ножева и проверите да ли има остатака |
|
Неправилне ивице |
Флуктуације напетости |
Калибрирајте ПИД поставке руке плесача и серво мотора |
|
Рапид Дуллнесс |
Неодговарајући материјал сечива |
Надоградите на сечиве за резање од волфрам челика високе{0}}издржљивости |
Инжењерски увид:
Постављање преклапања ножа по осећају је рецепт за катастрофу. Потребан вам је наменски уређај за{1}}подешавање ножа који користи индикатор за мерење преклапања до микрона. Контактирајте тим за подршку ТОБ Нев Енерги да бисте добили нашеПриручник за калибрацију преклапања сечива за сечење.
Зашто је материјал оштрице битан
Ако сечете електроде са високим керамичким оптерећењем или силицијум{0}}графитним анодама, ваша сечива трпе ударце. Јефтине челичне оштрице ће тупити испод 5.000 метара сечења.
Наш добављач прецизне машине за резање електрода за батерије користи сечива од висококвалитетног -волфрамовог челика. Они обезбеђују знатно тврђу резну ивицу, што резултира чистијим смицањем и дужим интервалима између оштрења. Не дозволите да ваша наука о материјалима буде спутана због механичких алата ниског{3}}квалитета.
Осим самог материјала сечива, размотрите премаз сечива. Танак слој титанијум алуминијум нитрида (ТиАлН) или угљеника сличног дијаманту- (ДЛЦ) може додатно да смањи трење и абразивно хабање, посебно када се сече лепљива везива као што је ПВДФ на катодама. Ови премази нису замена за карбид, али могу да продуже век сечива за додатних 20–30% у-производњи великих количина.
Спремни за повећање?
Чиста ивица је основа безбедне батерије. Престаните да се борите са недоследним резултатима резања. Као врхунска кинеска фабрика извора, ТОБ Нев Енерги обезбеђује интегрисанурешења за резање електрода батеријеи решења за намотавање. Без обзира да ли вам треба самостални резач или потпуно аутоматизована линија за конверзију, наши инжењери могу прилагодити геометрију ножа за вашу специфичну дебљину премаза. Пошаљите нам спецификације фолије за електроде данас ради директне-консултације-фабрике.
Честа питања (људи такође питају)
П: Која је прихватљива висина шиљака за електроде литијумске батерије?
О: За већину потрошачке електронике и ЕВ ћелија, референтна вредност у индустрији је максимална висина шиљака од 10 µм. Ћелије високе{2}}енергетске-густине или ултра{4}}ћелије за раздвајање често захтевају ограничење од 5–7 µм. Све веће од 15 µм сматра се одбијеним и представља директан ризик од кратког-споја. Висину шиљака треба мерити помоћу ласерског конфокалног микроскопа или механичког профилометра са оловком на више тачака дуж ивице прореза.
П: Колико често би сечива за сечење требало заменити или наоштрити?
О: Ово зависи од материјала који се реже и материјала сечива. За оштрице од карбида које секу стандардне графитне аноде, уобичајено је оштрење на сваких 50.000–80.000 линеарних метара. Приликом обраде катода обложених абразивном керамиком-препоручује се преглед и потенцијално поновно оштрење на сваких 10.000–15.000 метара. Увек користите микроскоп да бисте прегледали резну ивицу – ако видите било какву рефлексију светлости на ивици, време је за изоштравање.
П: Да ли се неравнине могу у потпуности елиминисати или само минимизирати?
О: У пракси, неравнине се могу само минимизирати, никада у потпуности елиминисати. Процес смицања резања инхерентно производи малу зону деформације. Циљ је да се резидуални неравнина доследно држи испод прихваћеног прага кроз прецизно подешавање алата, избор материјала и контролу процеса. Циљајте на статистичку способност процеса (Цпк) од најмање 1,33 за висину шиљака по целој ширини прореза.
П: Који је најбољи материјал за сечиво за резање бакарне фолије?
О: За већину примена бакарне фолије (дебљине 6–12 µм), цементирани волфрам карбид (ВЦ-Цо) са субмикронском величином зрна је најбољи избор. Обезбеђује неопходну тврдоћу и жилавост за одржавање оштре резне ивице на десетинама хиљада метара. За обложене аноде са високим садржајем-никла или силицијума, топло се препоручује карбид са премазом отпорним на хабање- (као што је ТиАлН).
П: Како преклапање сечива утиче на величину шиљака?
О: Преклапање сечива директно контролише механизам за одвајање материјала. Премало преклапања приморава фолију да се поцепа, стварајући велике, неправилне неравнине. Превише преклапања гњечи фолију између сечива, стварајући дебелу, ваљану бразду. Оптимално преклапање ствара чисту зону смицања која неприметно прелази у лом материјала, дајући најмању могућу бразду и глатку ивицу. Ово оптимално подешавање мора се одредити емпиријски за сваку дебљину фолије и разред материјала.
Систематским проверавањем ових пет основних узрока – и партнерством са искусним добављачем опреме који разуме низводни утицај шиљака – можете претворити своју операцију сечења у конкурентску предност, а не у обавезу
