1. Что представляет собой порошковый пресс в аккумуляторной промышленности?
Онмашина для прессования порошкаЭто незаменимое оборудование для формирования сердечников в процессе исследований и производства новых энергетических батарей. Его основная функция заключается в прессовании сухого порошка положительного электрода (например, оксида лития-кобальта, фосфата лития-железа и т. д.) или отрицательного электрода (например, природного графита, искусственного графита, кремний-углеродных композитных материалов и т. д.) в таблетки правильной формы, однородной плотности и плотной структуры (прототип электродного листа). По принципу работы это, по сути, прецизионное механическое устройство, которое осуществляет перемещение, деформацию и плотное соединение частиц порошка посредством ступенчатого воздействия давления: предварительное прессование - основное прессование - удерживающее давление, обеспечивая точное восстановление микроструктуры. Точность его работы напрямую определяет основные характеристики электрода.
Эти устройства можно четко разделить на две основные категории в зависимости от сценариев применения: лабораторные исследовательские и промышленные производственные. Лабораторные прессы, как правило, представляют собой небольшие настольные конструкции, отличающиеся малыми размерами и гибкостью в эксплуатации. Их главное преимущество заключается в высокоточной регулировке, они в основном используются для испытаний на прочность новых электродных материалов, оптимизации рецептур и подготовки образцов в небольших партиях, а также являются ключевым инструментом для научно-исследовательских учреждений и отделов НИОКР предприятий для изучения новых материалов и процессов; промышленные прессы представляют собой крупномасштабное автоматизированное оборудование, объединяющее функции подачи, прессования, захвата и контроля, обладающее высокой производительностью и стабильностью, способное удовлетворить производственные потребности источников питания, аккумуляторных батарей и т. д., и являются основными компонентами производственных линий аккумуляторных заводов. Кроме того, в зависимости от способа приложения давления их можно разделить на механические и гидравлические прессы. Среди них гидравлические прессы более широко используются в сценариях высокоточной обработки благодаря более стабильному выходному давлению и более широкому диапазону регулировки.
2. Основная функция и эффект
Непосредственно оптимизируйте основные показатели производительности батареи:Плотность прилегания является ключевым параметром производительности электрода и его основной функцией.машина для прессования порошкаЗадача состоит в точном контроле этого показателя. Разумное применение давления позволяет уменьшить внутреннюю пористость электрода, увеличить плотность упаковки и площадь контакта активного материала, что приводит к многочисленным улучшениям характеристик: с одной стороны, это может значительно повысить энергетическую плотность батареи. Например, для тройных материалов положительного электрода каждое увеличение плотности упаковки на 0,2 г/см³ может привести к соответствующему увеличению энергетической плотности батареи на 8-10 Вт·ч/кг, что напрямую способствует увеличению запаса хода батареи; с другой стороны, это может снизить внутреннее сопротивление электрода, оптимизировать эффективность проводимости электронов и ионов, что ускоряет зарядку и разрядку батареи, снижает потери энергии и повышает стабильность циклов зарядки и разрядки.
Обеспечение структурной целостности и безопасности электрода:Непрессованные порошковые материалы рыхлы и хрупки, не соответствуют требованиям механической прочности для сборки и использования батарей. Пресс для порошка использует трехэтапный процесс формования. Сначала происходит предварительное прессование для удаления воздуха и избыточных зазоров в порошке, что позволяет избежать дефектов, таких как поры и расслоение после формования; затем применяется основное давление для обеспечения плотного сцепления частиц друг с другом; наконец, в процессе выдержки давление равномерно передается на все части формованного изделия, обеспечивая плотную структуру электрода, равномерную толщину и достаточную механическую прочность, что позволяет эффективно противостоять ударным нагрузкам во время сборки, зарядки и разрядки батареи, снижая риск растрескивания электрода и отслаивания порошка, тем самым продлевая срок службы батареи и уменьшая риски, связанные с коротким замыканием.
Подходит как для научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, так и для серийного производства, поддерживая полный цикл развития отрасли:В условиях НИОКР небольшой таблеточный пресс позволяет быстро изготавливать образцы с различными параметрами процесса, помогая специалистам НИОКР эффективно тестировать характеристики прессования, эффекты формования и электрохимические свойства новых материалов, значительно сокращая цикл НИОКР новых материалов и новых процессов. Характеристики образцов, изготовленных с его помощью, улучшаются более чем на 10% по сравнению с традиционным методом ручного формования, что обеспечивает мощную поддержку технологическим прорывам. В условиях массового производства полностью автоматический таблеточный пресс, благодаря взаимодействию с оборудованием для смешивания на передней части и оборудованием для резки электродов на задней части, обеспечивает непрерывное и стандартизированное производство электродов. Это не только гарантирует стабильное качество продукции в крупномасштабном производстве, но и значительно повышает эффективность производства и снижает себестоимость единицы продукции, являясь ключевой гарантией расширения аккумуляторной промышленности в больших масштабах.
3. Критерии отбора (отсортированы по приоритету на основе основных требований)
Точное соответствие сценариев использования и требований к производственным мощностям:Это основное условие для выбора таблеточного пресса. Если он используется для лабораторных исследований или мелкосерийного опытного производства, то малогабаритный высокоточный пресс будет незаменим.н таблеточный пресс Следует выбрать в приоритетном порядке. К основным параметрам, на которые следует обратить внимание, относятся точность измерения силы (требуется не менее 0,5 балла), разрешение по перемещению (микрометровый уровень, предпочтительно 0,04 мкм и ниже), регулировка давления.Диапазон нагружения (подходящий для обычно используемого в лабораториях диапазона 5-50 кН), а также поддержка нескольких режимов нагружения (таких как постоянное давление, постоянное перемещение и градиентное давление), а также автоматическая запись и отслеживаемость данных испытаний, что позволит исследователям сравнивать и анализировать влияние различных параметров процесса; если он используется для промышленного массового производства, следует отдать приоритет крупногабаритному автоматизированному таблеточному прессу. Основные показатели включают производительность (соответствие общему ритму производственной линии), стабильность непрерывной работы (чем дольше время безотказной работы, тем лучше), эффективность смены пресс-форм (предпочтительно 30 минут, что сокращает время простоя производственной линии), а также наличие интерфейса связи с другим производственным оборудованием и поддержку интеграции в автоматизированную производственную линию.
Совместимость основных технических параметров и характеристик материалов:Свойства материала электрода (такие как твердость, размер частиц, текучесть, адгезия и т. д.) напрямую определяют требования к параметрам таблеточного пресса. Необходимо обеспечить соответствие основных параметров оборудования характеристикам материала. Во-первых, диапазон давления: требования к давлению для прессования электродов батарей обычно составляют от 5 до 300 кН. Для материалов с более высокой твердостью (например, для некоторых тройных материалов положительного электрода) требуется оборудование с более высоким пределом давления; во-вторых, время выдержки: оно должно находиться в регулируемом диапазоне от 0,1 до 0,5 секунд, регулируясь в зависимости от текучести материала, чтобы избежать недостаточного давления выдержки, приводящего к рыхлой структуре, или чрезмерного времени выдержки, влияющего на эффективность производства; кроме того, необходимо подтвердить точность размеров прессуемого изделия (допуск по толщине, плоскостность) и совместимость пресс-формы (поддерживающие электроды различных размеров и форм) в соответствии с производственными или испытательными требованиями, чтобы обеспечить точное достижение целевой плотности прессования и технических характеристик продукта.
Возможности защиты и интеллектуального управления:В процессе работы таблеточного пресса воздействуют механические силы высокого давления. Защита оборудования является важным фактором. Рекомендуется выбирать оборудование, оснащенное двойной системой защиты, включающей жесткую стальную защитную раму (для предотвращения отрыва деталей из-за неисправности оборудования) и прозрачное смотровое окно из органического стекла (для обеспечения возможности наблюдения за состоянием работы в режиме реального времени и защиты), а также имеющее функции безопасности, такие как автоматическое сброс давления в случае его превышения и аварийное отключение. При превышении системного давления установленного порога или возникновении нештатных ситуаций система может быстро отключить электропитание для снижения рисков для безопасности.
Соответствие требованиям развития отрасли и долгосрочная совместимость:Технология новых энергетических батарей стремительно развивается. При выборе таблеточного пресса необходимо учитывать как текущие потребности, так и потенциал для будущей модернизации. С одной стороны, необходимо учитывать сценарии применения на конечном уровне (например, потребность в высокой плотности энергии в источниках питания и требования к длительному сроку службы аккумуляторных батарей), выбирать оборудование, совместимое с различными порошковыми составами (такими как кремний-углеродные отрицательные электроды, высоконикелевые тройные положительные электроды и другие новые материалы), и гибко регулировать параметры процесса, чтобы избежать ситуации, когда оборудование становится несовместимым из-за модернизации материалов или процесса. С другой стороны, необходимо руководствоваться основными техническими стандартами и тенденциями развития отрасли, выбирать оборудование, обладающее потенциалом модернизации с точки зрения точности, стабильности и уровня автоматизации.
