...
در فرآیند تولید باتری‌های لیتیوم-یونی، فرآیند پوشش‌دهی، به عنوان یک حلقه کلیدی، مستقیماً بر عملکرد و ایمنی باتری‌ها تأثیر می‌گذارد. پایداری پلتفرم کنترل حرکت دستگاه پوشش‌دهی باتری لیتیومی نقش تعیین‌کننده‌ای در دقت پوشش‌دهی دارد. گرانیت و چدن، به عنوان مواد پلتفرم رایج، تفاوت در پایداری ابعادی آنها توجه زیادی را به خود جلب کرده است. این مقاله به طور عمیق بهبود قابل توجه پایداری ابعادی گرانیت در مقایسه با چدن را در پلتفرم کنترل حرکت دستگاه‌های پوشش‌دهی باتری لیتیومی از طریق خواص مواد، داده‌های تجربی و موارد کاربرد عملی تجزیه و تحلیل خواهد کرد.
خواص مواد، اساس پایداری را تعیین می‌کنند
چدن، به عنوان یک ماده صنعتی سنتی، زمانی به دلیل عملکرد عالی ریخته‌گری و مزایای هزینه‌ای، به طور گسترده در زمینه پلتفرم‌های کنترل حرکت مورد استفاده قرار می‌گرفت. با این حال، مواد چدنی دارای نقص‌های ذاتی هستند. ساختار داخلی آن حاوی مقدار زیادی گرافیت ورقهای است که معادل ترک‌های داخلی است و استحکام کلی ماده را کاهش می‌دهد. در همین حال، ضریب انبساط حرارتی چدن نسبتاً بالا است، تقریباً 10-12 × 10⁻⁶/℃. تحت تأثیر گرمای تولید شده توسط عملکرد طولانی مدت پوشش باتری لیتیومی، مستعد تغییر شکل حرارتی است. علاوه بر این، تنش ریخته‌گری در داخل چدن وجود دارد. با گذشت زمان، آزادسازی تنش باعث تغییرات برگشت‌ناپذیر در اندازه پلتفرم می‌شود و بر دقت پوشش تأثیر می‌گذارد.
گرانیت یک ماده طبیعی است که طی فرآیندهای زمین‌شناسی طی صدها میلیون سال تشکیل شده است. ساختار کریستالی داخلی آن متراکم و یکنواخت است و از پایداری ذاتی بالایی برخوردار است. ضریب انبساط خطی گرانیت تنها 0.5-8×10⁻⁶/℃ است که 1/2-1/3 ضریب انبساط خطی چدن است و نسبت به تغییرات دما بسیار غیر حساس است. در عین حال، گرانیت بافتی سخت دارد و مقاومت فشاری آن به 1050-14000 کیلوگرم بر سانتی‌متر مربع می‌رسد. این ماده می‌تواند به طور مؤثر در برابر ضربات و ارتعاشات خارجی مقاومت کند و پایه‌ای محکم و پایدار برای پلتفرم کنترل حرکت فراهم کند. تقریباً هیچ تنش پسماندی در داخل آن وجود ندارد و به دلیل آزادسازی تنش، باعث تغییرات ابعادی نمی‌شود و پایداری ابعادی پلتفرم را از جوهره ماده تضمین می‌کند.
داده‌های تجربی تفاوت‌های عملکرد را تأیید می‌کنند
برای مقایسه بصری تفاوت‌ها در پایداری ابعادی بین گرانیت و چدن، تیم تحقیقاتی یک آزمایش ویژه انجام داد. دو پلتفرم کنترل حرکت دستگاه پوشش باتری لیتیومی با مشخصات یکسان، به ترتیب از گرانیت و چدن ساخته شده و تحت شرایط محیطی یکسان آزمایش شدند. این آزمایش، سناریوی کار واقعی دستگاه پوشش باتری لیتیومی را شبیه‌سازی کرد. با روشن بودن مداوم تجهیزات، تغییرات اندازه پلتفرم در نقاط زمانی مختلف بررسی شد.
نتایج آزمایش نشان می‌دهد که پس از ۲۴ ساعت کار مداوم، به دلیل گرمای تولید شده توسط عملکرد تجهیزات، دمای سطح سکوی چدنی تقریباً ۱۵ درجه سانتیگراد افزایش یافته و در نتیجه ۰.۰۳ میلی‌متر در جهت طولی سکو افزایش یافته است. در شرایط مشابه، تغییر اندازه سکوی گرانیتی تقریباً ناچیز است و دامنه نوسان اندازه آن کمتر از ۰.۰۰۵ میلی‌متر است. پس از ۱۰۰۰ ساعت آزمایش پیری طولانی مدت، به دلیل آزادسازی تنش داخلی و تجمع تغییر شکل حرارتی، خطای مسطح بودن سکوی چدنی از ۰.۰۱ میلی‌متر اولیه به ۰.۰۵ میلی‌متر افزایش یافته است. خطای مسطح بودن سکوی گرانیتی همیشه در محدوده ۰.۰۱۵ میلی‌متر نگه داشته می‌شود و مزیت پایداری ابعادی آن آشکار است.
دستاوردهای قابل توجه در کاربردهای عملی
در تولید واقعی یک شرکت بزرگ تولید باتری لیتیوم، زمانی از سکوهای کنترل حرکت چدنی استفاده می‌شد. با افزایش زمان کارکرد تجهیزات، دقت پوشش به تدریج کاهش یافت که منجر به ضخامت ناهموار پوشش، ثبات ضعیف ورقهای الکترود باتری و میزان نقص محصول تا 8٪ شد. برای حل این مشکل، این شرکت سکوهای کنترل حرکت برخی از تجهیزات را با مواد گرانیتی جایگزین کرد.
پس از تعویض، پایداری ابعادی تجهیزات به طور قابل توجهی بهبود یافته است. در طول یک چرخه تولید شش ماهه، دستگاه پوشش‌دهی با استفاده از پلتفرم گرانیتی، همیشه خطای ضخامت پوشش را در محدوده ±2μm نگه داشته و نرخ محصول معیوب به طور قابل توجهی به کمتر از 3٪ کاهش یافته است. در همین حال، از آنجایی که پلتفرم‌های گرانیتی به کالیبراسیون و نگهداری دقیق مکرر مانند پلتفرم‌های چدنی نیاز ندارند، سالانه مقدار قابل توجهی در هزینه‌های نگهداری تجهیزات و زمان از کارافتادگی شرکت‌ها صرفه‌جویی می‌کنند و راندمان تولید را بیش از 15٪ افزایش می‌دهند.
در نتیجه، در کاربرد پلتفرم کنترل حرکت دستگاه‌های پوشش‌دهی باتری لیتیومی، گرانیت با خواص برجسته خود، از نظر پایداری ابعادی به طور قابل توجهی از چدن پیشی می‌گیرد. چه از منظر ماهیت ماده، داده‌های تجربی یا اثرات کاربرد عملی، گرانیت تضمین قابل اعتمادی برای تولید با دقت بالا و پایدار فرآیندهای پوشش‌دهی باتری لیتیومی ارائه می‌دهد. با بهبود مستمر الزامات کیفیت محصول در صنعت باتری لیتیومی، پلتفرم‌های کنترل حرکت ساخته شده از گرانیت قطعاً به انتخاب اصلی در این صنعت تبدیل خواهند شد.
زمان ارسال: ۲۲ مه ۲۰۲۵