2021-08-03 11:05:11 文章来源: 广东华展 0
随着全球环境的日益恶化,各种极端天气现象频发,各个国家都开始重视环境问题,对于污染物排放出台了严格的规定。
为了保护生态环境,改善能源结构,加快摆脱对传统能源尤其是石油的依赖,尽快实现碳达峰、碳中和的目标,许多国家都在研发新能源技术。
近年来,新能源汽车在全球迅猛发展,电动车及动力电池领域或将在未来十年爆发式增长。作为电动车中核心硬件,动力锂电池市场需求巨大。
在动力锂电池生产过程之中,有道工序的执行质量高度影响着成品电池的一致性、安全性、寿命周期,是锂电池极片制造中的核心环节——狭缝挤压式涂布工序。
狭缝挤压式涂布,是指使用涂布机将搅拌后的浆料通过挤出形式均匀涂覆在金属箔片上并烘干制成正、负极片。
狭缝挤压式涂布具有高精度、涂布均匀、适合较大宽度涂布等优点,难点在于涂布机的精度要求高,维护保养要求高。
尤其是涂布机上的关键部件-涂布头,决定了极片生产的质量和均匀性,是涂布机上附加值最高的部分。
而涂布头上的唇口部分,要求极高,涂布时浆料经内唇面流过,从上下唇口间狭缝挤出,涂覆在箔片上,唇口的性能指标直接影响了涂布效果。
(1) 唇口直线度≤2μm/m
锂离子电池涂布一般浆料湿涂层厚100~300 μm,精度要求<1%。这对唇口尺寸精度要求非常高,且唇口要锋利。
(2) 内唇面表面粗糙度≤Ra0.02μm
浆料为高粘度的非牛顿流体,流经内唇面,然后从上下唇口间狭缝挤出。浆料中的悬浮颗粒若在某处停滞堆积,便会造成涂布厚度不均匀,形成竖直条道等缺陷。因此,内唇面表面粗糙度要尽量小,防止造成浆料中的悬浮颗粒堵塞。
(3) 唇口材料硬度高、耐磨损
涂布过程中,浆料在压力作用下不断从上下唇口狭缝喷出,浆料中的悬浮颗粒会对内唇面形成磨粒磨损。为了能够长期有效地工作,唇口材料要硬度高、耐磨损,抗压强度和弯曲强度高,不会发生弯曲变形。
因为涂布头的唇口直线度要求非常高,而其长度却长达700mm~1500mm,甚至还有少数更长的。在这种长度尺寸下,要做到直线度≤2μm/m,加工难度可想而知。
目前国内加工或维修涂布头的厂家,大多采用日本冈本精密平面磨床对涂布头的唇口进行最后精加工,工艺已经非常成熟完善,且可靠稳定。正常情况下,都能稳定地达到预期的直线度和表面粗糙度要求。
对于高精密加工而言,尺寸越大的工件,加工需要的设备行程也更大,其精度往往也越难以控制。
我们选择涂布头中属于超长规格的尺寸进行测试,使用冈本超精密动柱型UPG306NC磨床,对长度长达1500mm的涂布头唇口进行加工。
加工结果数据显示,1500mm长度的涂布头唇口,直线度控制在3um以内,表面粗糙度保持在0.02um以内,效果良好,性能指标完全满足要求。
冈本磨床能实现这种超长尺寸的唇口精密加工,表明其精密加工性能的可靠性。对于常用的涂布头,其唇口尺寸其实远远达不到这个长度,冈本磨床可以轻松稳定地完成加工要求。
PS.还有另一种需要加热的涂布生产方式——封膜。其涂布头功能与加工要求与上文所述的涂布头相近,也能通过冈本磨床加工,实现较高要求的效果。
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