Машина для пробивки дисков Оборудование позволяет эффективно производить круглые диски электродов и сепараторов для аккумуляторов, а также подходит для исследований и разработок различных плоских аккумуляторов. В ходе исследования точности управления, совместимости материалов и удобства эксплуатации была подтверждена адаптируемость данного оборудования к таким сценариям, как подготовка образцов малыми партиями в лабораториях, занимающихся аккумуляторами, и предварительная обработка образцов для просвечивающего электронного микроскопа (ПЭМ), что позволяет получить технические рекомендации по выбору прецизионного технологического оборудования для исследований и разработок аккумуляторов.
1. Введение
В процессе исследований и разработок новых устройств накопления энергии, таких как литий-ионные и твердотельные аккумуляторы, размерная точность электродов и сепараторов напрямую влияет на эффективность сборки, электрохимические характеристики и безопасность аккумуляторов. Благодаря компактной конструкции, низкому расходу образцов и удобству испытаний, круглые элементы питания стали основным средством оценки характеристик материалов аккумуляторов и изучения реакций на границе раздела. Однако обработка круглых электродов и сепараторов для круглых элементов питания требует соблюдения технических требований: отсутствие заусенцев, вмятин и высокая размерная стабильность. Традиционные методы, такие как резка ножницами и обработка на обычном штамповочном оборудовании, склонны к повреждению кромок материала и чрезмерному отклонению размеров, что, в свою очередь, приводит к таким проблемам, как короткое замыкание аккумуляторов и снижение емкости.
2. Конструкция и технические преимущества прецизионных перфораторов
2.1 Основная структурная конструкция
Структурная конструкцияпрецизионные перфораторыВ основе лежит три основных требования: точность, портативность и долговечность. Вместо традиционных направляющих скольжения используются высококачественные направляющие на шарикоподшипниках, что позволяет снизить боковое отклонение в процессе пробивки, обеспечивает низкий уровень ошибки соосности пуансона и матрицы и, таким образом, гарантирует размерную однородность пробитых круглых дисков с точки зрения конструкции. Кроме того, плавность направляющих снижает сопротивление ручному управлению, повышает стабильность единичной пробивки и предотвращает образование складок материала и повреждение кромок из-за неравномерного приложения силы.
Корпус изготовлен из полностью антикоррозионных материалов, обеспечивающих "постоянную защиту от ржавчины. Электролиты и чистящие реагенты, обычно используемые в лабораториях по аккумуляторным батареям, могут вызывать коррозию металлического оборудования. Однако антикоррозионное покрытие корпуса предотвращает ослабление конструкции оборудования и снижение точности измерений из-за химической коррозии, продлевает срок его службы и одновременно гарантирует отсутствие загрязнения обрабатываемых образцов ржавчиной, содержащейся в корпусе.
Оборудование оснащено стандартизированным интерфейсом для штампов, обеспечивающим быструю замену индивидуальных штампов в определённом диапазоне. Позиционирование штампа и пуансона осуществляется по принципу «посадка в штифтовое отверстие». При замене штампа дополнительная калибровка не требуется, а переход от штамповки электрода к штамповке сепаратора может быть выполнен быстро, что отвечает требованиям быстрой подготовки образцов различных спецификаций в лабораторных условиях.
2.2 Анализ технических преимуществ
По сравнению с традиционным оборудованием для обработки аккумуляторных дисков прецизионные перфораторы обладают значительными техническими преимуществами. С точки зрения высокоточной обработки, кромки круглых дисков, пробитых этим оборудованием, не имеют заусенцев и вмятин, а допуски на размеры контролируются в небольшом диапазоне. В случае аккумуляторных электродов заусенцы на кромках могут привести к проколу сепаратора и короткому замыканию, а чрезмерные допуски на размеры ухудшат смачиваемость электролита. Высокоточная обработка данного оборудования позволяет эффективно исключить эти риски.
Что касается совместимости материалов, оборудование может быть адаптировано к тонкой металлической фольге и сепараторам различной толщины. Требования к толщине материала для различных аккумуляторных систем существенно различаются, и широкий диапазон адаптации данного оборудования к толщине материала позволяет удовлетворить потребности в обработке для большинства аккумуляторных систем.
Оборудование компактное и лёгкое, относится к категории миниатюрного лабораторного оборудования и может быть помещено в перчаточный бокс для работы через переходную камеру определённого диаметра. При исследовании и разработке аккумуляторных батарей некоторые чувствительные материалы необходимо обрабатывать в атмосфере инертного газа. Адаптируемость оборудования к перчаточному боксу позволяет проводить обработку чувствительных материалов непосредственно на месте, обеспечивая химическую стабильность образцов.
Кроме того, оборудование работает в режиме ручного прессования, не требуя внешнего источника питания или сжатого воздуха, а процесс эксплуатации прост. Даже исследователи без опыта работы с профессиональным оборудованием могут освоить его после кратковременного обучения. Компактная конструкция позволяет размещать его в узких пространствах, таких как лабораторные вытяжные шкафы и рабочие платформы перчаточных боксов, не занимая дополнительного пространства.
3.Сценарии применения прецизионных перфораторов в исследованиях и разработках аккумуляторов
3.1 Стандартизированная подготовка плоских круглых ячеек
Конструкция плоского элемента питания состоит из корпуса отрицательного электрода (дддххх), отрицательного электрода (отрицательного электрода), сепаратора (положительного электрода), прокладки (прокладки) и корпуса положительного электрода (дддххх). Различные модели плоского элемента питания предъявляют четкие требования к размерам электродов и сепараторов. Обработанные прецизионным штампом круглые диски электродов образуют разумный зазор между корпусами положительного и отрицательного электродов различных моделей плоского элемента питания, что не только исключает прямой контакт электрода с корпусом, но и обеспечивает полное смачивание материала электрода электролитом. В то же время обработанные круглые диски сепаратора полностью закрывают положительный и отрицательный электроды, эффективно блокируя электропроводность между ними и предотвращая короткое замыкание батареи.
3.2 Оценка характеристик материала аккумулятора
При исследовании и разработке материалов для аккумуляторных батарей испытания электрохимических характеристик материалов должны проводиться на основе электродов с постоянными размерами. В противном случае сложно определить, вызвана ли разница в характеристиках самим материалом или погрешностями обработки. Высокоточная обработка прецизионным перфоратором позволяет осуществлять точный контроль загрузки активного материала. Загрузка активного материала электрода зависит от его площади. Обрабатываемые на этом оборудовании круглые электродные диски имеют небольшие отклонения размеров, соответствующие небольшим отклонениям площади, а погрешность расчета нагрузки может контролироваться в небольшом диапазоне, что значительно ниже, чем при традиционном методе резки, что обеспечивает точность расчета удельной емкости материала.
При сравнительном исследовании эффективности сепараторов необходимо косвенно оценить такие характеристики сепаратора, как воздухопроницаемость и механическая прочность, посредством испытаний на плоских монетных элементах, а размерная стабильность сепаратора напрямую влияет на повторяемость результатов испытаний. Круглые диски сепаратора, обработанные прецизионным перфоратором, могут гарантировать постоянство площади и состояния кромок сепаратора в каждом испытании, что улучшает сопоставимость экспериментальных данных.
4. Меры предосторожности при использовании оборудования и рекомендации по обслуживанию
4.1 Меры предосторожности при использовании
При использовании оборудования необходимо строго контролировать толщину материала и соблюдать диапазон толщины перфорации, заданный для данного оборудования. При использовании металлической фольги, толщина которой превышает максимально допустимую, принудительная перфорация может привести к деформации пуансона и повреждению матрицы. Для слишком тонких сепараторов под материал следует подкладывать тонкий слой бумаги, чтобы предотвратить прилипание сепаратора к пуансоне после перфорации.
При использовании оборудования внутри перчаточного бокса его следует медленно вставлять в бокс через переходную камеру, чтобы избежать смещения направляющих, вызванного столкновением оборудования с внутренней стенкой бокса. Кроме того, инертный газ внутри бокса может ухудшить смазывающую способность направляющих. Для поддержания их гладкости на направляющие можно регулярно наносить небольшое количество вакуумной смазки.
После каждого использования поверхность штампа следует протирать чистой тканью, смоченной этанолом, чтобы удалить остатки электродных материалов и сепаратора, чтобы избежать снижения точности штамповки из-за накопления мусора. Если штамп не используется в течение длительного времени, его следует хранить в сухом контейнере, чтобы предотвратить образование ржавчины и загрязнение пылью.
4.2 Рекомендации по обслуживанию
Рекомендуется калибровать оборудование каждые 6 месяцев. Для измерения фактического размера штампа используются стандартные концевые меры длины. Если отклонение размера превышает указанный диапазон, следует отрегулировать позиционирующий штифт между пуансоном и штампом или обратиться к производителю для профессиональной калибровки.
Поверхность направляющих необходимо очищать от пыли и загрязнений ежемесячно, а также наносить небольшое количество специального смазочного масла для направляющих, чтобы избежать износа, вызванного сухостью направляющих. Если направляющие застряли, использование следует немедленно прекратить и проверить, нет ли застрявших посторонних предметов или деформации направляющих.
Пуансон и матрица оборудования являются изнашиваемыми деталями. Длительное использование может привести к износу режущей кромки, что приводит к образованию заусенцев на кромке перфорированного круглого диска. Рекомендуется регулярно менять пуансон и матрицу в соответствии с количеством пробивок для обеспечения точности обработки.
