U procesu proizvodnje litij-ionskih baterija, proces premazivanja, kao ključna karika, izravno utječe na performanse i sigurnost baterija. Stabilnost platforme za upravljanje gibanjem stroja za premazivanje litijevih baterija igra odlučujuću ulogu u točnosti premazivanja. Granit i lijevano željezo, kao često korišteni materijali platforme, privukli su mnogo pažnje zbog razlike u njihovoj dimenzijskoj stabilnosti. Ovaj članak će detaljno analizirati značajno poboljšanje dimenzijske stabilnosti granita u usporedbi s lijevanim željezom na platformi za upravljanje gibanjem strojeva za premazivanje litijevih baterija kroz svojstva materijala, eksperimentalne podatke i praktične slučajeve primjene.
Svojstva materijala određuju osnovu stabilnosti
Lijevano željezo, kao tradicionalni industrijski materijal, nekoć se široko koristilo u području platformi za kontrolu gibanja zbog svojih izvrsnih performansi lijevanja i cjenovnih prednosti. Međutim, materijali od lijevanog željeza imaju inherentne nedostatke. Njegova unutarnja struktura sadrži veliku količinu ljuskavog grafita, što je ekvivalentno unutarnjim pukotinama i smanjuje ukupnu krutost materijala. U međuvremenu, koeficijent toplinskog širenja lijevanog željeza relativno je visok, približno 10-12 ×10⁻⁶/℃. Zbog akumulacije topline nastale dugotrajnim radom premaza litijeve baterije, sklon je toplinskoj deformaciji. Osim toga, unutar lijevanog željeza postoji naprezanje lijevanja. Tijekom vremena, oslobađanje naprezanja uzrokovat će nepovratne promjene u veličini platforme, što utječe na točnost premaza.
Granit je prirodni materijal nastao geološkim procesima tijekom stotina milijuna godina. Njegova unutarnja kristalna struktura je gusta i ujednačena te ima visoku stabilnost. Koeficijent linearnog širenja granita iznosi samo 0,5-8×10⁻⁶/℃, što je 1/2-1/3 koeficijenta lijevanog željeza, te je izuzetno neosjetljiv na promjene temperature. U međuvremenu, granit ima tvrdu teksturu, s tlačnom čvrstoćom od 1.050-14.000 kilograma po kvadratnom centimetru. Može učinkovito odoljeti vanjskim silama i vibracijama, pružajući čvrst i stabilan temelj za platformu za kontrolu gibanja. Unutar njega gotovo da nema zaostalog naprezanja i neće uzrokovati dimenzijske promjene zbog oslobađanja naprezanja, što osigurava dimenzijsku stabilnost platforme iz same biti materijala.
Eksperimentalni podaci potvrđuju razlike u performansama
Kako bi vizualno usporedili razlike u dimenzijskoj stabilnosti između granita i lijevanog željeza, istraživački tim proveo je poseban eksperiment. Odabrane su dvije platforme za upravljanje kretanjem stroja za premazivanje litijevih baterija istih specifikacija, izrađene od granita odnosno lijevanog željeza, te testirane pod istim uvjetima okoline. Eksperiment je simulirao stvarni radni scenarij stroja za premazivanje litijevih baterija. Kontinuiranim radom opreme praćene su promjene veličine platforme u različitim vremenskim točkama.
Eksperimentalni rezultati pokazuju da se nakon neprekidnog rada od 24 sata, zbog topline generirane radom opreme, površinska temperatura platforme od lijevanog željeza povećala za približno 15 ℃, što je rezultiralo povećanjem dimenzije platforme u smjeru duljine za 0,03 mm. Pod istim uvjetima, varijacija veličine granitne platforme gotovo je zanemariva, a raspon fluktuacije veličine manji je od 0,005 mm. Nakon 1000 sati dugotrajnih ispitivanja starenja, zbog oslobađanja unutarnjeg naprezanja i akumulacije toplinske deformacije, pogreška ravnosti platforme od lijevanog željeza povećala se s početnih 0,01 mm na 0,05 mm. Pogreška ravnosti granitne platforme uvijek se održava unutar 0,015 mm, a prednost dimenzijske stabilnosti je očita.
Izvanredna postignuća u praktičnoj primjeni
U stvarnoj proizvodnji velikog poduzeća za proizvodnju litijevih baterija, nekada su se koristile platforme za kontrolu kretanja od lijevanog željeza. Kako se vrijeme rada opreme povećavalo, točnost premaza postupno se smanjivala, što je rezultiralo neravnomjernom debljinom premaza, lošom konzistencijom ploča elektroda baterije i stopom neispravnih proizvoda od čak 8%. Kako bi se riješio ovaj problem, poduzeće je zamijenilo platforme za kontrolu kretanja neke opreme granitnim materijalima.
Nakon zamjene, dimenzijska stabilnost opreme je značajno poboljšana. Tijekom šestomjesečnog proizvodnog ciklusa, stroj za premazivanje koji koristi granitnu platformu uvijek je održavao pogrešku debljine premaza unutar ±2μm, a stopa neispravnih proizvoda značajno je smanjena na manje od 3%. U međuvremenu, budući da granitne platforme ne zahtijevaju tako čestu preciznu kalibraciju i održavanje kao platforme od lijevanog željeza, one poduzećima svake godine štede značajne troškove održavanja opreme i zastoja te povećavaju učinkovitost proizvodnje za više od 15%.
Zaključno, u primjeni platforme za upravljanje gibanjem strojeva za premazivanje litijevih baterija, granit, sa svojim izvanrednim svojstvima materijala, značajno nadmašuje lijevano željezo u pogledu dimenzijske stabilnosti. Bilo s gledišta prirode materijala, eksperimentalnih podataka ili praktičnih učinaka primjene, granit pruža pouzdano jamstvo za visokopreciznu i stabilnu proizvodnju procesa premazivanja litijevih baterija. S kontinuiranim poboljšanjem zahtjeva za kvalitetom proizvoda u industriji litijevih baterija, platforme za upravljanje gibanjem izrađene od granita zasigurno će postati glavni izbor u industriji.
Vrijeme objave: 22. svibnja 2025.