For ikke lenge siden var det et kvalitativt gjennombrudd i katodeskjæringsprosessen som hadde plaget industrien så lenge.
Stable- og viklingsprosesser:
De siste årene, ettersom det nye energimarkedet har blitt varmt, har installert kapasitet påstrøm batterierhar økt år for år, og deres designkonsept og prosessteknologi har blitt kontinuerlig forbedret, blant annet har diskusjonen om viklingsprosessen og lamineringsprosessen til elektriske celler aldri stoppet. For tiden er hovedstrømmen i markedet den mer effektive, lavere kostnaden og mer modne anvendelsen av viklingsprosessen, men denne prosessen er vanskelig å kontrollere den termiske isolasjonen mellom cellene, noe som lett kan føre til lokal overoppheting av cellene og risiko for termisk løpsk spredning.
I kontrast kan lamineringsprosessen bedre spille fordelene med storebattericeller, dens sikkerhet, energitetthet, prosesskontroll er mer fordelaktig enn vikling. I tillegg kan laminering prosessen bedre kontrollere celle utbytte, i brukeren av nye energi kjøretøy rekkevidde er stadig høy trend, laminering prosessen høy energitetthet fordeler mer lovende. I dag er lederen for kraftbatteriprodusentene forskning og produksjon av laminert ark prosess.
For potensielle eiere av nye energikjøretøyer er kilometerangst utvilsomt en av nøkkelfaktorene som påvirker deres valg av kjøretøy.Spesielt i byer der ladefasilitetene ikke er perfekte, er det et mer presserende behov for langdistanse elektriske kjøretøy. For øyeblikket annonseres den offisielle rekkevidden av rene elektriske nye energikjøretøyer generelt til 300-500 km, med den reelle rekkevidden ofte redusert fra den offisielle rekkevidden avhengig av klima og veiforhold. Evnen til å øke den reelle rekkevidden er nært knyttet til energitettheten til kraftcellen, og lamineringsprosessen er derfor mer konkurransedyktig.
Imidlertid har kompleksiteten til lamineringsprosessen og de mange tekniske vanskelighetene som må løses begrenset populariteten til denne prosessen til en viss grad. En av de viktigste vanskelighetene er at grader og støv som genereres under stanse- og lamineringsprosessen lett kan forårsake kortslutninger i batteriet, noe som er en stor sikkerhetsrisiko. I tillegg er katodematerialet den mest kostbare delen av cellen (LiFePO4-katoder står for 40%-50% av kostnadene til cellen, og ternære litiumkatoder står for en enda høyere kostnad), så hvis en effektiv og stabil katode prosesseringsmetode ikke kan bli funnet, vil det føre til stor kostnadssløsing for batteriprodusenter og begrense videreutviklingen av lamineringsprosessen.
Maskinvarestansing status quo - høye forbruksvarer og lavt tak
For tiden, i stanseprosessen før lamineringsprosessen, er det vanlig i markedet å bruke maskinvarestansing for å kutte polstykket ved å bruke det ekstremt lille gapet mellom stansen og den nedre verktøyformen. Denne mekaniske prosessen har en lang utviklingshistorie og er relativt moden i sin anvendelse, men påkjenningene forårsaket av det mekaniske bittet etterlater ofte det bearbeidede materialet med noen uønskede egenskaper, som kollapsede hjørner og grader.
For å unngå grader, må maskinvarestansing finne det mest passende sidetrykket og verktøyoverlappingen i henhold til arten og tykkelsen på elektroden, og etter flere runder med testing før batchbehandlingen startes. Dessuten kan stansing av maskinvare forårsake verktøyslitasje og materiale som fester seg etter lange arbeidstimer, noe som fører til prosessustabilitet, noe som resulterer i dårlig avskjæringskvalitet, noe som til slutt kan føre til lavere batterikapasitet og til og med sikkerhetsfarer. Strømbatteriprodusenter bytter ofte knivene hver 3.-5. dag for å unngå skjulte problemer. Selv om verktøyets levetid annonsert av produsenten kan være 7-10 dager, eller kan kutte 1 million stykker, men batterifabrikken for å unngå partier med defekte produkter (dårlig må kasseres i partier), vil ofte bytte kniv på forhånd, og dette vil medføre enorme kostnader for forbruksvarer.
I tillegg, som nevnt ovenfor, for å forbedre rekkevidden til kjøretøy, har batterifabrikker jobbet hardt for å forbedre energitettheten til batterier. I følge industrikilder, for å forbedre energitettheten til en enkelt celle, under det eksisterende kjemiske systemet, har de kjemiske midlene for å forbedre energitettheten til en enkelt celle i utgangspunktet rørt taket, bare gjennom komprimeringstettheten og tykkelsen på polet stykke av de to å gjøre artikler. Økningen i komprimeringstetthet og stangtykkelse vil utvilsomt skade verktøyet mer, noe som betyr at tiden for å skifte verktøyet vil bli kortere igjen.
Ettersom cellestørrelsen øker, må også verktøyene som brukes til å utføre stansing gjøres større, men større verktøy vil utvilsomt redusere hastigheten på mekanisk drift og redusere skjæreeffektiviteten. Det kan sies at de tre hovedfaktorene for langsiktig stabil kvalitet, trend med høy energitetthet og stor stangskjæringseffektivitet bestemmer den øvre grensen for maskinvarestanseprosessen, og denne tradisjonelle prosessen vil være vanskelig å tilpasse til fremtiden utvikling.
Picosecond laserløsninger for å overvinne positive stanseutfordringer
Den raske utviklingen av laserteknologi har vist sitt potensial innen industriell prosessering, og spesielt 3C-industrien har fullt ut demonstrert påliteligheten til lasere i presisjonsprosessering. Imidlertid ble det gjort tidlige forsøk på å bruke nanosekundlasere for polskjæring, men denne prosessen ble ikke fremmet i stor skala på grunn av den store varmepåvirkede sonen og grader etter nanosekundlaserbehandling, som ikke møtte batteriprodusentenes behov. Imidlertid, ifølge forfatterens forskning, har en ny løsning blitt foreslått av selskaper og visse resultater har blitt oppnådd.
Når det gjelder teknisk prinsipp, er picosecond-laseren i stand til å stole på sin ekstremt høye toppeffekt for å umiddelbart fordampe materialet på grunn av sin ekstremt smale pulsbredde. I motsetning til termisk prosessering med nanosekundlasere, er pikosekundlasere dampablasjons- eller reformuleringsprosesser med minimale termiske effekter, ingen smeltende perler og pene prosesseringskanter, som bryter fellen av store varmepåvirkede soner og grader med nanosekundlasere.
Picosekund-laserskjæringsprosessen har løst mange av smertepunktene ved den nåværende maskinvarestansingen, noe som muliggjør en kvalitativ forbedring i skjæreprosessen til den positive elektroden, som står for den største andelen av kostnadene til battericellen.
1. Kvalitet og utbytte
Maskinvarestansing er bruken av prinsippet om mekanisk nibbling, skjærehjørner er utsatt for defekter og krever gjentatt feilsøking. De mekaniske kutterne vil slites ut over tid, noe som resulterer i grader på polstykkene, noe som påvirker utbyttet av hele cellepartiet. Samtidig vil den økte komprimeringstettheten og tykkelsen på polstykket for å forbedre energitettheten til monomeren også øke slitasjen på skjærekniven. 300W høyeffekts picosekund laserbehandling er av stabil kvalitet og kan fungere jevnt og trutt. i lang tid, selv om materialet er fortykket uten å forårsake tap av utstyr.
2. Samlet effektivitet
Når det gjelder direkte produksjonseffektivitet, er produksjonsmaskinen for 300W høyeffekt pikosekunder med laser positive elektrode på samme produksjonsnivå per time som maskinvarestanseproduksjonsmaskinen, men med tanke på at maskinvaremaskineri må bytte kniver hver tredje til femte dag , som uunngåelig vil føre til nedleggelse av produksjonslinjen og igangsetting på nytt etter knivbyttet, betyr hvert knivbytte flere timers nedetid. Hel-laser høyhastighetsproduksjon sparer tid for verktøybytte og den generelle effektiviteten er bedre.
3. Fleksibilitet
For kraftcellefabrikker vil en lamineringslinje ofte bære forskjellige celletyper. Hver omstilling vil ta noen dager til for maskinvarestanseutstyret, og gitt at enkelte celler har krav til hjørnestansing, vil dette forlenge overgangstiden ytterligere.
Laserprosessen har derimot ikke bryet med omstillinger. Enten det er en formendring eller en størrelsesendring, kan laseren «gjøre alt». Det skal legges til at i skjæreprosessen, hvis et 590-produkt erstattes med et 960- eller til og med et 1200-produkt, krever maskinvarestansingen en stor kniv, mens laserprosessen bare krever 1-2 ekstra optiske systemer og skjæringen effektiviteten påvirkes ikke. Det kan sies at, enten det er en endring av masseproduksjon, eller småskala prøveprøver, har fleksibiliteten til laserfordelene brutt gjennom den øvre grensen for maskinvarestansing, for batteriprodusenter å spare mye tid .
4. Lav totalkostnad
Selv om maskinvarestanseprosessen for øyeblikket er hovedprosessen for å skjære stolper og den opprinnelige kjøpskostnaden er lav, krever den hyppige formreparasjoner og formbytte, og disse vedlikeholdshandlingene fører til nedetid i produksjonslinjen og koster flere arbeidstimer. I motsetning til dette har picosecond-laserløsningen ingen andre forbruksvarer og minimale oppfølgingsvedlikeholdskostnader.
På lang sikt forventes picosecond-laserløsningen å fullstendig erstatte den nåværende maskinvarestanseprosessen innen skjæring av litiumbatterier med positiv elektrode, og bli et av nøkkelpunktene for å fremme populariteten til lamineringsprosessen, akkurat som " ett lite trinn for elektrodestansing, ett stort trinn for lamineringsprosessen". Selvfølgelig er det nye produktet fortsatt gjenstand for industriell verifisering, om picosecond-laserens positive stanseløsning kan gjenkjennes av de store batteriprodusentene, og om picosecond-laseren virkelig kan løse problemene som bringes til brukerne av den tradisjonelle prosessen, la oss vente og se.
Innleggstid: 14. september 2022