Lithium-Ionen-Batterie-Polscheiben-Schneideverfahren -Lithium-Ionen-Batterie-Ausrüstung

Analyse des Grundwissens über das Schneiden von Lithium-Ionen-Batteriepolscheiben -Lithium-Ionen-Batterieausrüstung



1. Prinzip des Polstückscheibenschneidens

Bezogen auf den Prozess des Schneidens von Metallplattenscheiben analysieren wir zunächst die Grundprinzipien des Polstückscheibenschneidens. Erstens, wenn die Platte mit dem Ab-Punkt der oberen und unteren Schaufeln in Berührung kommt, wird die Platte durch den Druck der oberen und unteren Schaufeln elastisch verformt, und aufgrund des Vorhandenseins des Moments wird sich die Platte biegen, und eine Scherspannung tritt im Inneren des Materials in der Nähe des Spalts auf. Hauptbelastung. Wenn sich die Schaufelspitzen A und b in die Positionen C und D drehen, tritt eine plastische Verformung auf, wenn der innere Spannungszustand auf die plastischen Bedingungen trifft. Im weiteren Verlauf des Scherprozesses wird die Scherkraft auf die Platte immer größer und sie tritt in den Zustand der Scherstreckgrenze ein. In der Scherverformungszone tritt eine makroskopische Gleitverformung auf, und die oberen und unteren kreisförmigen Messerscherkanten beginnen, in das Material einzuschneiden. Zu diesem Zeitpunkt erfährt das Material an der Kante der Schneide eine plastische Verformung, es bildet sich ein plastischer Scherschlupf und der Querschnitt ist hell. Wenn sich der Bohrkopf weiter dreht, verstärkt sich der Grad der plastischen Verformung des Materials, das Material wird produktionsverfestigt und auch sein Spannungszustand ändert sich, wodurch mikroskopisch kleine Risse im Inneren des Materials entstehen. Wenn die Verformung fortschreitet, verschmelzen diese Mikrorisse zu den Hauptrissen. Der Riss verwandelt sich in eine Rissausdehnung und -trennung, und der Querschnitt bildet eine Risszone. (Lithium-Ionen-Batterie-Ausrüstung)

Im Vergleich zur Herstellung von Blechschlitzen hat das Schneidverfahren von Lithium-Ionen-Akku-Polscheibenscheren völlig andere Eigenschaften:

(1) Beim Schneiden von Polstücken haben das obere und untere Scheibenmesser ähnlich wie Scherenklingen Rückenwinkel und die Klingenbreite ist besonders klein. Es gibt keinen horizontalen Spalt zwischen dem oberen und unteren Scheibenmesser, aber das obere und untere Scheibenmesser stehen in Kontakt miteinander und es entsteht seitlicher Druck.

(2) Beim Schneiden des Blechs befinden sich grundsätzlich Gummiwalzen an der Ober- und Unterseite, um die Scherkraft und das Schermoment des Ober- und Untermessers während des Scherens auszugleichen und eine signifikante Verformung des Blechs zu verhindern. Es gibt keine oberen und unteren Rollen für das Polstückschneiden.

(3) Die Polstückbeschichtung ist ein Verbundwerkstoff, der aus Partikeln besteht und fast keine plastische Verformungsfähigkeit aufweist. Wenn die innere Spannung in den oberen und unteren Scheibenmessern größer ist als die Bindungskraft zwischen den Beschichtungspartikeln, treten Risse in der Beschichtung auf, die sich ausdehnen und trennen.

2. Faktoren, die die Qualität des Polstückschneidens beeinflussen

Es gibt viele Faktoren, die die Qualität des Grats beeinflussen, wie z. B. die Größe des Grats, die morphologischen Eigenschaften des Querschnitts und die Maßhaltigkeit des Polstücks. Nach der bestehenden Theorie kann sie wie folgt zusammengefasst werden: die physikalischen und mechanischen Eigenschaften des Polstücks, die Dicke des Polstücks und der seitliche Druck des oberen und unteren Paares von Schneidwerkzeugen. , den Überlagerungsbetrag der oberen und unteren gepaarten Werkzeuge, den Verschleißzustand der Schneide, den Bisswinkel, die Genauigkeit des Scheibenschneiders usw.

(1) Einfluss physikalischer und mechanischer Eigenschaften von Werkstoffen. Wenn das Material eine gute Plastizität aufweist, treten im Allgemeinen später beim Scheren Risse auf. Das Material wird in eine größere Tiefe geschert, und der Anteil der hellen Bänder im resultierenden Abschnitt wird größer sein. Während es bei Materialien mit schlechter Plastizität unter den gleichen Parameterbedingungen leicht zu brechen ist, ist der Anteil der Risszone im Querschnitt größer und die helle Zone natürlich kleiner.

(2) Der Einfluss von oberen und unteren Paaren auf den seitlichen Druck des Werkzeugs. Beim Schneiden von Polstücken ist der seitliche Druck des Werkzeugs einer der Schlüsselfaktoren, die die Schneidqualität beeinflussen. Ob sich während der Scherung die oberen und unteren Risse auf der Bruchfläche überlappen und der Spannungs- und Dehnungszustand der Scherkraft stehen in engem Zusammenhang mit der Größe des seitlichen Drucks. Ist der Seitendruck zu gering, kann es beim Polstückschneiden zu Defekten wie unebenen Schnittflächen und Materialverlust kommen. Ist der Seitendruck zu hoch, verschleißt das Werkzeug eher und hat eine kürzere Lebensdauer.

(3) Der Einfluss des oberen und unteren Werkzeugpaars auf den Überlagerungsbetrag. Die Einstellung des Überlagerungsbetrags hängt hauptsächlich von der Dicke des Polstücks ab. Eine angemessene Überlagerungsmenge ist dem Biss des Werkzeugs förderlich. Sein Einfluss umfasst die Qualität der Schere, die Größe der Grate und die Geschwindigkeit des Werkzeugkantenverschleißes.

(4) Beim Scheibenschlitzen bezieht sich der Bisswinkel auf den Winkel zwischen dem Scherabschnitt und der Mittellinie des zu scherenden Blechs. Mit zunehmendem Bisswinkel nimmt auch die horizontale Komponente der Scherkraft zu. Ist die horizontale Bauteilkraft größer als die Vorschubspannung des Polstücks, rutscht oder wölbt sich die Platte vor dem Kreismesser und kann nicht abgeschert werden. Mit abnehmendem Bisswinkel vergrößert sich der Durchmesser der Klinge und damit auch die Größe der Schneidmaschine. Daher muss die Ausbalancierung von Bisswinkel, Klingendurchmesser, Blechdicke und Stapelmenge unter Bezugnahme auf die tatsächlichen Arbeitsbedingungen bestimmt werden.

Beim Polstück-Längsschnitt sind der seitliche Druck und die Überlagerungsmenge des Werkzeugs wichtige Einstellparameter für das Scheibenschneidteil, die entsprechend den Eigenschaften und der Dicke des Polstücks angepasst werden müssen. In der Vergangenheit fehlte es bei der Werkzeuganpassung oft an präzisen numerischen Parametern, sondern es wurde auf einschlägige Erfahrungen zurückgegriffen, um entsprechende Anpassungen auf der Grundlage der Polstückcharge vorzunehmen. Mit der Weiterentwicklung der Gerätetechnologie hat sich auch die Werkzeugverstelltechnologie weiterentwickelt und ist numerisch geworden. Derzeit gibt es eine automatische Verstellvorrichtung für den seitlichen Druckzylinder der Polstückschneidmaschine. Beim Schneiden des Polstücks wird der Zylinderdruck so eingestellt, dass der seitliche Druck des Fräsers angepasst wird, um die Schnittqualität zu steuern.

3. Hauptnachteile des Polstückschneidens

Wenn die Verdichtungsdichte der Polstückbeschichtung zunimmt und die Haftkraft zwischen den Partikeln zunimmt, scheinen auch einige Partikel der Polstückbeschichtung abgeschnitten zu sein. Zu den wichtigsten Mängeln beim Schneiden von Polstücken gehören die folgenden:

(1) Grat

Grate, insbesondere Metallgrate, sind für Lithium-Ionen-Batterien äußerst schädlich. Größere Metallgrate dringen direkt durch den Separator und verursachen einen Kurzschluss zwischen den positiven und negativen Elektroden. Das Polstück-Schneidverfahren ist ein wichtiger Prozess für das Auftreten von Graten im Herstellungsprozess von Lithium-Ionen-Batterien.

Um diese Situation zu vermeiden, ist es am wichtigsten, beim Einstellen des Werkzeugs den am besten geeigneten seitlichen Druck und die am besten geeignete Menge an Werkzeugstapelung basierend auf den Eigenschaften und der Dicke des Polstücks zu finden. Darüber hinaus kann die Kantenqualität des Polschuhs durch Schneiden und Anfasen sowie Ein- und Ausziehen von Spannung verbessert werden.

(2) Wellenkante

Wenn wellige Kanten auftreten, tritt beim Schlitzen und Wickeln von Polstücken ein Jitter zur Kantenkorrektur auf, was die Prozessgenauigkeit beeinträchtigt. Darüber hinaus wirkt es sich auch negativ auf die endgültige Dicke und Form der Batterie aus.

(3) Pulververlust

Das Pulver, das vom Polstück abfällt, beeinträchtigt die Leistung des Akkus. Wenn das positive Elektrodenpulver abfällt, verringert sich die Batteriekapazität. Wenn das negative Elektrodenpulver abfällt, kann die negative Elektrode die positive Elektrode nicht umwickeln, was leicht zu Lithiumausfällung führen kann.

Die oben genannten Qualitätsprobleme werden hauptsächlich durch das Finden geeigneter Werkzeugeinstellparameter gelöst.

(4) Die Größe entspricht nicht den Anforderungen

Die Polstück-Schneidemaschine schneidet die gerollten Batteriepolstücke gemäß den Batteriespezifikationen, was eine hohe Maßgenauigkeit der Spaltpolstücke erfordert. Bei der Entwicklung einer gewickelten Batterie sollte der Separator die negative Elektrode umwickeln, um einen direkten Kontakt zwischen der positiven und der negativen Elektrode zu verhindern und einen Kurzschluss zu bilden. Die negative Elektrode sollte die positive Elektrode umwickeln, um zu verhindern, dass die Lithium-Ionen in der positiven Elektrode während des Ladevorgangs vom negativen aktiven Material absorbiert werden. Im Allgemeinen beträgt der Größenunterschied zwischen dem Separator, der negativen Elektrode und der positiven Elektrode 2-3 mm, und wenn der spezifische Energiebedarf steigt, nimmt dieser Größenunterschied weiter ab. Daher muss die Maßhaltigkeit der Polstücke immer höher werden, da die Batterie sonst ernsthafte Qualitätsprobleme hat.

4. Wichtige Fehlermodi von Scheibenschneidern

Während des Polstück-Schneidprozesses wirkt sich die Qualität der Schlitzscheibenklinge direkt auf die Schneidleistung des Polstücks aus. Die Schneidemaschine muss lange laufen, daher ist es wichtig, dass die Schneidklinge gute mechanische Eigenschaften wie Härte, Herstellungsprozess und Verschleißfestigkeit aufweist. Der Scheibenschneider hat eine gewisse Lebensdauer, während er weiter arbeitet. Die Lebensdauer des Fräsers muss während des Schneidvorgangs gesteuert werden. Im Allgemeinen ist die Hauptfehlerursache des Polstückscheibenschneidmessers der Werkzeugverschleiß.

(1) Ermüdungsversagen

Es wird seitlich Druck auf das Polstück-Schlitzscheibenmesser ausgeübt und Ober- und Untermesser überlappen sich seitlich an der Messerkante. Während des Schneidvorgangs ist die lokale Spannung an der Schneide groß und akkumuliert sich. Aufgrund häufiger Extrusion, Scherung, Reibung und zyklischer Wechselwirkungen neigen Ermüdungsmikrorisse aufgrund wechselnder mechanischer Belastungen dazu, im Bereich der Schneidkante aufzutreten und sich dann unter zyklischer Beanspruchung entlang der Seite der Scheibe in Richtung Mitte auszudehnen. Wenn die Risse ein bestimmtes Niveau erreichen, erreicht die Spannung die Festigkeitsgrenze des Werkzeugmaterials. Dies führt zu lokalen Mikroschäden an der Schneide des Werkzeugs.

(2) Adhäsiver Verschleiß

Klebstoffe mit Extrusionsmarkierungen sind auch im Bereich des Werkzeugverschleißes zu finden. Diese Adhäsionen entstehen durch das Anhaften von Polspänen am Werkzeug. Dies liegt daran, dass die Seite des Scheibenschneiders mit der Schneidfläche des Polstücks in Kontakt steht und ein großer Anpressdruck besteht, so dass das Spaltmaterialteil seitlich mit dem Scheibenschneider kalt verschweißt wird. Diese Haftschichten fallen kontinuierlich ab und bilden sich dann während des zyklischen Schneidprozesses neu. Der Abwurfprozess kann dazu führen, dass die harte Phase des Werkzeugs abfällt und den Verschleißprozess verschlimmert. Diese Situation tritt am ehesten beim Schneiden von Aluminiumfolie auf. Aufgrund des niedrigen Schmelzpunktes von Aluminium haften die Schneidspäne an der Seite des Werkzeugs, was zu Werkzeugverschleiß führt und seine Lebensdauer verkürzt.
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