Не так даўно адбыўся якасны прарыў у працэсе катоднай рэзкі, які так доўга мучыў галіну.
Працэсы кладкі і намотвання:
У апошнія гады, калі новы энергетычны рынак стаў гарачым, устаноўленая магутнасцьсілавыя батарэірасце з кожным годам, а іх канцэпцыя дызайну і тэхналогія апрацоўкі пастаянна ўдасканальваюцца, сярод якіх абмеркаванне працэсу намоткі і працэсу ламінавання электрычных элементаў ніколі не спыняецца.У цяперашні час асноўным на рынку з'яўляецца больш эфектыўны, меншы кошт і больш спелае прымяненне працэсу намотвання, але гэты працэс цяжка кантраляваць цеплавую ізаляцыю паміж клеткамі, што можа лёгка прывесці да мясцовага перагрэву клетак і небяспека распаўсюджвання тэрмічнага ўцёкаў.
Наадварот, працэс ламінавання можа лепш гуляць перавагі вялікагаэлементы батарэі, яго бяспека, шчыльнасць энергіі, кіраванне працэсам больш выгадна, чым намотка.Акрамя таго, працэс ламінавання можа лепш кантраляваць выхад клетак, у карыстальнікаў новай энергетычнай лінейкі транспартных сродкаў становіцца ўсё больш высокай тэндэнцыяй, працэс ламінавання мае перавагі высокай шчыльнасці энергіі больш перспектыўнымі.У цяперашні час кіраўніком вытворцаў акумулятараў з'яўляюцца даследаванні і вытворчасць працэсу ламінаванага ліста.
Для патэнцыйных уладальнікаў аўтамабіляў з новай энергіяй праблема прабегу, несумненна, з'яўляецца адным з ключавых фактараў, якія ўплываюць на выбар транспартнага сродку.Асабліва ў гарадах, дзе зарадныя прылады недасканалыя, існуе больш вострая патрэба ў электрамабілях далёкага радыусу дзеяння.У цяперашні час афіцыйны запас ходу чыста электрычных аўтамабіляў на новай энергіі, як правіла, складае 300-500 км, прычым рэальны запас ходу часта зніжаецца з афіцыйнага ў залежнасці ад клімату і дарожных умоў.Магчымасць павелічэння рэальнага дыяпазону цесна звязана з шчыльнасцю энергіі элемента харчавання, і таму працэс ламінавання больш канкурэнтаздольны.
Аднак складанасць працэсу ламінавання і мноства тэхнічных цяжкасцей, якія неабходна вырашыць, у пэўнай ступені абмежавалі папулярнасць гэтага працэсу.Адной з асноўных цяжкасцей з'яўляецца тое, што задзірыны і пыл, якія ўтвараюцца ў працэсе высечкі і ламінавання, могуць лёгка выклікаць кароткае замыканне ў акумулятары, што ўяўляе вялікую небяспеку для бяспекі.Акрамя таго, матэрыял катода з'яўляецца самай дарагой часткай элемента (на катоды LiFePO4 прыходзіцца 40%-50% кошту элемента, а на трайныя літыевыя катоды прыпадае яшчэ большы кошт), таму, калі эфектыўны і стабільны катод метад апрацоўкі не можа быць знойдзены, гэта прывядзе да вялікіх страт для вытворцаў акумулятараў і абмяжуе далейшае развіццё працэсу ламінавання.
Апаратная высечка статус-кво - высокія расходныя матэрыялы і нізкая столь
У цяперашні час у працэсе высечкі перад працэсам ламінавання на рынку звычайна выкарыстоўваецца апаратная штамповка для выразання полюснага наканечніка з выкарыстаннем вельмі малога зазору паміж пуансонам і ніжняй плашкай інструмента.Гэты механічны працэс мае доўгую гісторыю развіцця і адносна спелы ў сваім прымяненні, але нагрузкі, выкліканыя механічным прыкусам, часта пакідаюць апрацоўваны матэрыял з некаторымі непажаданымі характарыстыкамі, такімі як згорнутыя куты і задзірыны.
Каб пазбегнуць задзірын, апаратная штампоўка павінна знайсці найбольш прыдатны бакавы ціск і перакрыцце інструмента ў адпаведнасці з характарам і таўшчынёй электрода, а таксама пасля некалькіх этапаў выпрабаванняў перад пачаткам серыйнай апрацоўкі.Больш за тое, апаратная штампа можа выклікаць знос інструмента і прыліпанне матэрыялу пасля доўгіх гадзін працы, што прывядзе да нестабільнасці працэсу, што прывядзе да нізкай якасці адрэзкі, што ў канчатковым выніку можа прывесці да зніжэння магутнасці батарэі і нават да пагрозы бяспецы.Вытворцы сілавых акумулятараў часта мяняюць нажы кожныя 3-5 дзён, каб пазбегнуць схаваных праблем.Нягледзячы на тое, што тэрмін службы інструмента, заяўлены вытворцам, можа складаць 7-10 дзён, або можна выразаць 1 мільён частак, але акумулятарная фабрыка, каб пазбегнуць партый дэфектнай прадукцыі (дрэнную трэба здаваць на злом партыямі), часта мяняе нож загадзя, і гэта прывядзе да вялікіх выдаткаў на расходныя матэрыялы.
Акрамя таго, як ужо згадвалася вышэй, каб палепшыць дыяпазон транспартных сродкаў, акумулятарныя заводы ўпарта працавалі над павышэннем шчыльнасці энергіі акумулятараў.Згодна з галіновымі крыніцамі, для таго, каб палепшыць шчыльнасць энергіі адной клеткі, пры існуючай хімічнай сістэме, хімічныя сродкі для паляпшэння шчыльнасці энергіі адной клеткі ў асноўным дакрануліся да столі, толькі праз шчыльнасць ушчыльнення і таўшчыню полюс з двух артыкулаў.Павелічэнне шчыльнасці ўшчыльнення і таўшчыні слупа, несумненна, больш пашкодзіць інструмент, што азначае, што час на замену інструмента зноў будзе скарочаны.
Па меры павелічэння памеру ячэйкі інструменты, якія выкарыстоўваюцца для высечкі, таксама павінны павялічвацца, але большыя інструменты, несумненна, прывядуць да зніжэння хуткасці механічнай працы і эфектыўнасці рэзкі.Можна сказаць, што тры асноўныя фактары доўгатэрміновай стабільнай якасці, тэндэнцыя высокай шчыльнасці энергіі і эфектыўнасць рэзкі вялікага памеру вызначаюць верхнюю мяжу апаратнага працэсу высечкі, і гэты традыцыйны працэс будзе цяжка адаптаваць да будучыні развіццё.
Пікасекундныя лазерныя рашэнні для пераадолення станоўчых праблем высечкі
Хуткае развіццё лазернай тэхналогіі паказала яе патэнцыял у прамысловай апрацоўцы, і, у прыватнасці, галіна 3C цалкам прадэманстравала надзейнасць лазераў у дакладнай апрацоўцы.Аднак раней рабіліся спробы выкарыстоўваць нанасекундныя лазеры для рэзкі слупоў, але гэты працэс не атрымаў шырокага распаўсюджвання з-за вялікай зоны тэрмічнага ўздзеяння і задзірын пасля апрацоўкі нанасекундным лазерам, што не адпавядала патрэбам вытворцаў батарэй.Аднак, як паказвае даследаванне аўтара, кампаніямі было прапанавана новае рашэнне і былі дасягнуты пэўныя вынікі.
З пункту гледжання тэхнічнага прынцыпу, пікасекундны лазер можа разлічваць на сваю надзвычай высокую пікавую магутнасць для імгненнага выпарэння матэрыялу з-за надзвычай вузкай шырыні імпульсу.У адрозненне ад тэрмічнай апрацоўкі з дапамогай нанасекундных лазераў, пікасекундныя лазеры - гэта паравая абляцыя або перафармуляванне працэсаў з мінімальнымі цеплавымі эфектамі, без шарыкаў, якія плавяцца, і з акуратнымі краямі апрацоўкі, якія разбіваюць пастку вялікіх зон цеплавога ўздзеяння і задзірын з дапамогай нанасекундных лазераў.
Працэс пікасекунднай лазернай высечкі вырашыў многія болевыя моманты сучаснай апаратнай высечкі, дазволіўшы якасна палепшыць працэс рэзкі станоўчага электрода, на які прыпадае найбольшая доля кошту батарэйнага элемента.
1. Якасць і ўраджайнасць
Апаратная высечка - гэта выкарыстанне прынцыпу механічнай высечкі, рэжучыя куты схільныя да дэфектаў і патрабуюць шматразовай адладкі.Механічныя фрэзы з часам зношваюцца, у выніку чаго на полюсных наканечніках з'яўляюцца задзірыны, што ўплывае на выхад усёй партыі элементаў.У той жа час павелічэнне шчыльнасці ўшчыльнення і таўшчыні полюснага наканечніка для паляпшэння шчыльнасці энергіі манамера таксама павялічыць знос рэжучага нажа. Пікасекундная лазерная апрацоўка высокай магутнасці 300 Вт мае стабільную якасць і можа працаваць устойліва на працягу доўгага часу, нават калі матэрыял патаўшчаецца, не выклікаючы страты абсталявання.
2. Агульная эфектыўнасць
З пункту гледжання прамой эфектыўнасці вытворчасці, станок для вытворчасці станоўчага электрода з пікасекундным лазерам высокай магутнасці 300 Вт знаходзіцца на тым жа ўзроўні прадукцыйнасці ў гадзіну, што і апаратны станок для высечкі, але з улікам таго, што абсталяванне павінна мяняць нажы кожныя тры-пяць дзён , што непазбежна прывядзе да спынення вытворчай лініі і паўторнага ўводу ў эксплуатацыю пасля замены нажа, кожная замена нажа азначае некалькі гадзін прастою.Цалкам лазерная высакахуткасная вытворчасць эканоміць час на замену інструмента, а агульная эфектыўнасць лепш.
3. Гнуткасць
На заводах па вытворчасці элементаў харчавання лінія ламінавання часта будзе мець розныя тыпы элементаў.Кожны пераход зойме яшчэ некалькі дзён для апаратнага высечнага абсталявання, і, улічваючы, што некаторыя клеткі маюць патрабаванні да прабівання вуглоў, гэта яшчэ больш падоўжыць час пераходу.
Лазерны працэс, з іншага боку, не мае клопатаў з пераходамі.Няхай гэта будзе змена формы або памеру, лазер можа "зрабіць усё".Варта дадаць, што ў працэсе рэзкі, калі прадукт 590 замяняецца прадуктам 960 ці нават 1200, апаратная высечка патрабуе вялікага нажа, у той час як лазерны працэс патрабуе толькі 1-2 дадатковых аптычных сістэм і рэзкі. эфектыўнасць не ўплывае.Можна сказаць, што, няхай гэта будзе змена масавай вытворчасці або невялікія пробныя ўзоры, перавагі гнуткасці лазера перасягнулі верхнюю мяжу апаратнай высечкі, каб вытворцы батарэй зэканомілі шмат часу .
4. Нізкі агульны кошт
Хаця апаратная высечка ў цяперашні час з'яўляецца асноўным працэсам для рэзкі слупоў і першапачатковы кошт пакупкі нізкі, ён патрабуе частага рамонту і замены штампаў, і гэтыя дзеянні па тэхнічным абслугоўванні прыводзяць да прастою вытворчай лініі і каштуюць больш чалавека-гадзін.Наадварот, пікасекунднае лазернае рашэнне не мае іншых расходных матэрыялаў і мінімальныя выдаткі на наступнае абслугоўванне.
Чакаецца, што ў доўгатэрміновай перспектыве пікасекунднае лазернае рашэнне цалкам заменіць сучасны апаратны працэс высечкі ў галіне рэзкі станоўчым электродам літыевай батарэі і стане адным з ключавых момантаў для прасоўвання папулярнасці працэсу ламінавання, як і " адзін маленькі крок для высечкі электродам, адзін вялікі крок для працэсу ламінавання».Безумоўна, новы прадукт усё яшчэ падлягае прамысловай праверцы, ці можа пазітыўнае рашэнне для высечкі пікасекунднага лазера быць прызнана буйнымі вытворцамі акумулятараў і ці можа пікасекундны лазер сапраўды вырашыць праблемы, якія ўзнікаюць у карыстальнікаў традыцыйным працэсам, давайце пачакаем і паглядзім.
Час публікацыі: 14 верасня 2022 г