Kısa bir süre önce, katot kesme prosesinde sektörü uzun süredir rahatsız eden niteliksel bir atılım yaşandı.
İstifleme ve sarma işlemleri:
Son yıllarda yeni enerji piyasasının ısınmasıyla birlikte kurulu güçgüç pilleriyıldan yıla arttı ve tasarım konseptleri ve işleme teknolojileri sürekli olarak geliştirildi; bunların arasında elektrik hücrelerinin sarma işlemi ve laminasyon işlemine ilişkin tartışmalar hiç durmadı. Şu anda piyasadaki ana akım, sarma işleminin daha verimli, daha düşük maliyetli ve daha olgun bir şekilde uygulanmasıdır, ancak bu işlemin hücreler arasındaki termal izolasyonu kontrol etmesi zordur, bu da hücrelerin yerel olarak aşırı ısınmasına kolayca yol açabilir ve termal kaçak yayılma riski.
Bunun tersine, laminasyon prosesi büyük ebatlı kaplamaların avantajlarını daha iyi bir şekilde yerine getirebilir.pil hücrelerigüvenliği, enerji yoğunluğu, proses kontrolü sarıma göre daha avantajlıdır. Buna ek olarak, laminasyon prosesi hücre verimini daha iyi kontrol edebilir, yeni enerji araç kullanıcı yelpazesinde giderek artan bir trend vardır ve laminasyon prosesi yüksek enerji yoğunluğu avantajları daha umut vericidir. Şu anda, güç pili üreticilerinin başı, lamine levha prosesinin araştırma ve üretimidir.
Potansiyel yeni enerjili araç sahipleri için kilometre kaygısı hiç şüphesiz araç seçimlerini etkileyen en önemli faktörlerden biridir.Özellikle şarj imkanlarının mükemmel olmadığı şehirlerde uzun menzilli elektrikli araçlara daha acil ihtiyaç duyuluyor. Şu anda, tamamen elektrikli yeni enerji araçlarının resmi menzili genel olarak 300-500 km olarak duyuruluyor ve gerçek menzil, iklim ve yol koşullarına bağlı olarak resmi menzilden sıklıkla indirimli olarak duyuruluyor. Gerçek menzili artırma yeteneği, güç hücresinin enerji yoğunluğuyla yakından ilişkilidir ve bu nedenle laminasyon süreci daha rekabetçidir.
Ancak laminasyon işleminin karmaşıklığı ve çözülmesi gereken birçok teknik zorluk, bu işlemin popülaritesini bir ölçüde sınırlamıştır. En önemli zorluklardan biri, kalıplı kesme ve laminasyon işlemi sırasında oluşan çapak ve tozun pilde kolaylıkla kısa devrelere neden olabilmesidir ve bu da büyük bir güvenlik tehlikesi oluşturur. Ek olarak, katot malzemesi hücrenin en maliyetli kısmıdır (LiFePO4 katotları hücre maliyetinin %40-50'sini oluşturur ve üçlü lityum katotlar daha da yüksek bir maliyete neden olur), dolayısıyla verimli ve kararlı bir katot işleme yönteminin bulunamaması, pil üreticileri için büyük maliyet israfına neden olacak ve laminasyon işleminin daha da gelişmesini sınırlayacaktır.
Donanımsal kalıp kesim statükosu - yüksek sarf malzemeleri ve alçak tavan
Şu anda, laminasyon işleminden önceki kalıplı kesim işleminde, zımba ile alt takım kalıbı arasındaki son derece küçük boşluğu kullanarak kutup parçasını kesmek için donanım kalıplı zımbalamanın kullanılması piyasada yaygındır. Bu mekanik prosesin uzun bir gelişim geçmişi vardır ve uygulaması nispeten olgunlaşmıştır, ancak mekanik kavramanın neden olduğu gerilimler çoğu zaman işlenen malzemede çökmüş köşeler ve çapak gibi bazı istenmeyen özellikler bırakır.
Çapakları önlemek için donanım kalıp delme işleminin, elektrotun niteliğine ve kalınlığına göre ve toplu işleme başlamadan önce birkaç tur testten sonra en uygun yanal basıncı ve takım örtüşmesini bulması gerekir. Dahası, donanım kalıp delme işlemi, uzun saatler süren çalışmanın ardından aletin aşınmasına ve malzemenin yapışmasına neden olabilir, bu da proses istikrarsızlığına yol açarak, düşük kesme kalitesine neden olur ve bu da sonuçta daha düşük pil verimine ve hatta güvenlik tehlikelerine yol açabilir. Güç aküsü üreticileri, gizli sorunları önlemek için bıçakları genellikle 3-5 günde bir değiştirir. Her ne kadar üretici tarafından açıklanan takım ömrü 7-10 gün olsa da veya 1 milyon parça kesebilse de, akü fabrikası hatalı ürün gruplarından (toplu olarak hurdaya çıkarılma ihtiyacı) kaçınmak için genellikle bıçağı önceden değiştirir. ve bu da büyük sarf malzemesi maliyetlerini beraberinde getirecek.
Ayrıca yukarıda da bahsettiğimiz gibi araç menzilini artırmak amacıyla akü fabrikaları akülerin enerji yoğunluğunu iyileştirmek için yoğun bir çalışma yürütüyor. Endüstri kaynaklarına göre, mevcut kimyasal sistem altında tek bir hücrenin enerji yoğunluğunu iyileştirmek için, tek bir hücrenin enerji yoğunluğunu iyileştirmeye yönelik kimyasal araçlar, yalnızca sıkıştırma yoğunluğu ve kalınlığı aracılığıyla temel olarak tavana dokunmuştur. iki makale yapmak için kutup parçası. Sıkıştırma yoğunluğunun ve direk kalınlığının artması şüphesiz ki takıma daha fazla zarar verecektir, bu da takımın değiştirilme süresinin tekrar kısalacağı anlamına gelmektedir.
Hücre boyutu arttıkça, kalıplı kesim gerçekleştirmek için kullanılan aletlerin de daha büyük yapılması gerekir, ancak daha büyük aletler şüphesiz mekanik işlemin hızını azaltacak ve kesme verimliliğini azaltacaktır. Uzun vadeli istikrarlı kalite, yüksek enerji yoğunluğu eğilimi ve büyük boyutlu direk kesme verimliliğinden oluşan üç ana faktörün donanım kalıplı kesim işleminin üst sınırını belirlediği ve bu geleneksel işlemin geleceğe uyum sağlamasının zor olacağı söylenebilir. gelişim.
Olumlu şekilli kesim zorluklarının üstesinden gelmek için pikosaniyelik lazer çözümleri
Lazer teknolojisinin hızlı gelişimi, endüstriyel işlemedeki potansiyelini ortaya koydu ve özellikle 3C endüstrisi, lazerlerin hassas işlemedeki güvenilirliğini tam olarak gösterdi. Bununla birlikte, kutup kesimi için nanosaniye lazerlerin kullanılmasına yönelik ilk girişimlerde bulunuldu, ancak pil üreticilerinin ihtiyaçlarını karşılamayan, nanosaniye lazer işleminden sonra ısıdan etkilenen geniş bölge ve çapaklardan dolayı bu işlem büyük ölçekte desteklenmedi. Ancak yazarın araştırmasına göre firmalar tarafından yeni bir çözüm önerilmiş ve belli sonuçlara ulaşılmıştır.
Teknik prensip açısından pikosaniye lazer, son derece dar darbe genişliği nedeniyle malzemeyi anında buharlaştırmak için son derece yüksek tepe gücüne güvenebilir. Nanosaniye lazerlerle yapılan termal işlemenin aksine, pikosaniye lazerler, minimum termal etkiye sahip, erime boncukları olmayan ve düzgün işleme kenarlarına sahip, nanosaniye lazerlerle ısıdan etkilenen büyük bölgelerin ve çapakların tuzağını kıran buhar ablasyon veya yeniden formülasyon işlemleridir.
Pikosaniyelik lazer kalıplı kesim işlemi, mevcut donanım kalıplı kesiminin sıkıntılı noktalarının çoğunu çözerek, pil hücresinin maliyetinin en büyük bölümünü oluşturan pozitif elektrotun kesme işleminde niteliksel bir iyileşmeye olanak tanıdı.
1. Kalite ve verim
Donanım kalıp kesimi, mekanik dişleme ilkesinin kullanılmasıdır, köşelerin kesilmesi kusurlara eğilimlidir ve tekrarlanan hata ayıklama gerektirir. Mekanik kesiciler zamanla aşınır ve kutup parçalarında çapak oluşmasına neden olur, bu da tüm hücre grubunun verimini etkiler. Aynı zamanda, monomerin enerji yoğunluğunu iyileştirmek için kutup parçasının artan sıkıştırma yoğunluğu ve kalınlığı da kesme bıçağının aşınmasını ve yıpranmasını artıracaktır. 300W yüksek güçlü pikosaniye lazer işleme, stabil kalitededir ve istikrarlı bir şekilde çalışabilir. ekipman kaybına neden olmadan malzeme kalınlaşsa bile uzun süre dayanır.
2. Genel verimlilik
Doğrudan üretim verimliliği açısından, 300W yüksek güçlü pikosaniyelik lazer pozitif elektrot üretim makinesi, donanım kalıplı kesim üretim makinesiyle saat başına aynı üretim seviyesindedir, ancak donanım makinelerinin her üç ila beş günde bir bıçak değiştirmesi gerektiği göz önüne alındığında kaçınılmaz olarak üretim hattının kapanmasına ve bıçak değişiminden sonra yeniden devreye alınmasına yol açacaktır; her bıçak değişimi, birkaç saatlik kesinti anlamına gelir. Tamamen lazerden oluşan yüksek hızlı üretim, takım değiştirme zamanından tasarruf sağlar ve genel verimlilik daha iyidir.
3. Esneklik
Güç hücresi fabrikaları için, bir laminasyon hattı genellikle farklı hücre türlerini taşıyacaktır. Donanım şekilli kesim ekipmanı için her geçiş birkaç gün daha sürecektir ve bazı hücrelerin köşe delme gereksinimleri olduğu göz önüne alındığında, bu durum geçiş süresini daha da uzatacaktır.
Lazer işleminde ise değişiklik zorunluluğu yoktur. İster şekil değişikliği ister boyut değişikliği olsun, lazer "hepsini yapabilir". Şunu da eklemek gerekir ki, kesme işleminde 590'lık bir ürün 960'lık hatta 1200'lük bir ürünle değiştirilirse donanım kalıplı kesim büyük bir bıçak gerektirirken, lazer işleminde yalnızca 1-2 ek optik sistem ve kesim gerekir. verimlilik etkilenmez. İster seri üretimde bir değişiklik ister küçük ölçekli deneme numuneleri olsun, lazer avantajlarının esnekliğinin donanım kalıplı kesimin üst sınırını aştığı, pil üreticilerinin çok fazla zaman tasarrufu sağladığı söylenebilir. .
4. Düşük genel maliyet
Donanım kalıplı kesim işlemi şu anda direklerin dililmesi için ana işlem olmasına ve ilk satın alma maliyetinin düşük olmasına rağmen, sık sık kalıp onarımı ve kalıp değişimi gerektirir ve bu bakım eylemleri üretim hattının aksama süresine ve daha fazla adam-saat maliyetine yol açar. Bunun aksine, pikosaniye lazer çözümünün başka sarf malzemesi yoktur ve takip bakım maliyetleri minimum düzeydedir.
Uzun vadede pikosaniye lazer çözümünün, lityum pil pozitif elektrot kesimi alanındaki mevcut donanım kalıplı kesim işleminin tamamen yerini alması ve laminasyon işleminin popülaritesini artıran kilit noktalardan biri haline gelmesi bekleniyor. elektrot kalıplı kesim için küçük bir adım, laminasyon işlemi için büyük bir adım". Elbette yeni ürün, pikosaniye lazerin pozitif şekilli kesim çözümünün büyük pil üreticileri tarafından tanınıp tanınamayacağı ve pikosaniye lazerin geleneksel sürecin kullanıcılara getirdiği sorunları gerçekten çözüp çözemeyeceği konusunda endüstriyel doğrulamaya tabidir. bekleyip görelim.
Gönderim zamanı: 14 Eylül 2022