تحليل آلة الضغط الأسطوانية الكهربائية

1. ما هو آلة ضغط أسطوانة صفائح الأقطاب الكهربائية

آلة ضغط أسطوانة صفائح الأقطاب الكهربائية هي عملية ضغط أقطاب بطاريات الليثيوم المطلية والمجففة إلى حد معين. بعد لفّ أسطوانة الصفائح، يمكن زيادة كثافة طاقة بطارية الليثيوم، ويلتصق الرابط بإحكام بسطح الأقطاب.يُوصِل هذا المنتج مادة مجمع التيار الكهربائي لصفائح الأقطاب الكهربائية، مما يمنع فقدان طاقة بطارية الليثيوم الناتج عن انفصال مادة القطب الكهربائي عن مجمع التيار الكهربائي لصفائح الأقطاب الكهربائية أثناء عملية التدوير. قبل لفّ صفائح أقطاب بطارية الليثيوم، يجب تجفيفها جزئيًا، وإلا سيتساقط الطلاء الموجود عليها عن مجمع التيار الكهربائي أثناء عملية اللف.

التركيبة الهيكلية

1 - الرف الأيسر 2 - نظام الأسطوانة العلوية 3 - الرف الأيمن 4 - وصلة عالمية 5 - مقسم سرعة مخفض عمود الإخراج المزدوج؛ 6 - درع 7 - آلية ضبط فجوة الأسطوانة 8 - نظام الأسطوانة السفلية 9 - أسطوانة هيدروليكية 10 - تظهر القاعدة في الشكل 5. تتكون مكبس الأسطوانة هذا بشكل أساسي من الهيكل والبكرات والمحرك الرئيسي وأجزاء أخرى. الرف هو أساس النظام بأكمله ويجب أن يتمتع بصلابة وقوة كافيتين لتقليل التشوه. يطبق الجهاز الهيدروليكي ضغط الأسطوانة على البكرات من خلال غلاف المحمل. يتيح المحرك والمخفض دوران البكرتين بشكل متزامن، مما يوفر عزم الدوران للبكرتين ويضمن تحقيق عملية الدرفلة المستمرة. تتكون آلية ضبط فجوة الأسطوانة من مكويتين مائلتين لضبط الفجوة، والتي تضبط الفجوة بين البكرتين لتلبية متطلبات سمك صفائح الأقطاب الكهربائية المختلفة.

2. مبدأ آلة ضغط أسطوانة صفائح الأقطاب الكهربائية

الغرض من عملية الدرفلة هو جعل المادة الفعالة ورابطة الرقاقة أكثر كثافة وتجانسًا في السُمك.الضغط بالأسطوانةيجب إجراء العملية بعد اكتمال الطلاء وتجفيف صفيحة القطب الكهربائي؛ وإلا، فمن المرجح حدوث ظواهر مثل تساقط المسحوق وانفصال طبقة الغشاء أثناء عملية الضغط بالأسطوانة. صفيحة قطب البطارية عبارة عن رقاقة نحاسية (أو رقاقة ألومنيوم) مطلية بجسيمات ملاط ​​كهربائي على كلا الجانبين. يخضع شريط قطب البطارية لعمليتي طلاء وتجفيف قبل اللف. قبل اللف، يكون طلاء الملاط الكهربائي على رقاقة النحاس (أو رقاقة الألومنيوم) وسطًا حبيبيًا شبه متدفق وشبه صلب، يتكون من بعض الجسيمات أو المجموعات المنفصلة أو ضعيفة الترابط، ويتميز بقابلية تشتت وسيولة معينة. توجد فجوات بين جسيمات الملاط الكهربائي، مما يضمن حركات إزاحة صغيرة أثناء عملية اللف لملء الفجوات وتمكينها من التمركز تحت الضغط. يمكن اعتبار لف صفيحة قطب البطارية عملية لف مستمرة لجسيمات ملاط ​​كهربائي شبه صلب في حالة مفتوحة. تلتصق جزيئات الملاط الكهربائي برقاقة النحاس (أو رقاقة الألومنيوم)، ويتم عضها باستمرار في فجوة الأسطوانة بواسطة قوة الاحتكاك، ويتم ضغطها بواسطة الأسطوانة لتشكيل صفائح أقطاب البطارية بكثافة معينة.

تختلف عملية دحرجة صفائح أقطاب البطاريات اختلافًا كبيرًا عن عملية دحرجة الفولاذ. عند دحرجة الفولاذ، تخضع القطعة المدرفلة أولًا لتشوه مرن بعد تعرضها لقوة خارجية. عندما تزيد القوة الخارجية إلى حد معين، تبدأ القطعة المدرفلة بالتشوه البلاستيكي. مع ازدياد القوة الخارجية، يزداد التشوه البلاستيكي. الغرض من الدحرجة الطولية في دحرجة الفولاذ هو تحقيق التمدد. أثناء عملية دحرجة الفولاذ، تتمدد الجزيئات طوليًا وتتمدد جانبيًا، مما يؤدي إلى انخفاض سمك القطعة المدرفلة، مع ثبات كثافتها. تُطلى صفائح أقطاب البطاريات بطبقة من الملاط المركب على ركائز مثل رقائق الألومنيوم أو رقائق النحاس. تعمل آلة ضغط أسطوانة صفائح الأقطاب على ضغط جزيئات الملاط الكهربائي على صفائح الأقطاب.

3.العوامل المؤثرة على جودة آلة ضغط أسطوانة صفائح الأقطاب الكهربائية

(1)تنعكس مشاكل جودة آلة كبس أسطوانات صفائح الأقطاب الكهربائية الناتجة عن أقطاب البطارية بشكل رئيسي في عدم تساوي سمك أقطاب البطارية بعد الدرفلة. يؤدي هذا التفاوت في السمك إلى تفاوت كثافة ضغط أقطاب البطارية، وهو عامل رئيسي يؤثر على ثبات أداء البطارية. يشمل اتساق سمك أقطاب البطارية اتساقًا عرضيًا وطوليًا. تتمثل العوامل الرئيسية المؤثرة في عدم اتساق السمك العرضي لأقطاب البطارية في تشوه انحناء اللفائف، وصلابة الإطار، والتشوه المرن للمكونات الرئيسية الحاملة للحمل، وضغط اللفائف، وعرض أقطاب البطارية، وغيرها. أثناء تشغيل آلة الدرفلة، ونتيجة لضغط اللفائف، تتشوه المكونات الحاملة للحمل مثل اللفائف والإطار، ويتجلى ذلك في النهاية في تشوه انحراف الأقطاب، مما يؤدي إلى زيادة سمك أقطاب البطارية في المنتصف وانخفاضها على كلا الجانبين في الاتجاه العرضي.

(2)من العوامل الأخرى المؤثرة على جودة آلة كبس أسطوانات صفائح الأقطاب الكهربائية أجهزة التحكم في الشد، وأجهزة تصحيح الانحراف، وأجهزة التقطيع، وأجهزة إزالة الغبار، وغيرها. أثناء عملية الكبس، تحتاج صفائح الأقطاب الكهربائية إلى قوة شد معينة. إذا كانت قوة الشد صغيرة جدًا، فإنها تكون عرضة للتجاعيد؛ وإذا كانت كبيرة جدًا، فمن المرجح أن تنفصل. يضمن جهاز إزالة الغبار عدم ظهور أي عيوب سطحية ناتجة عن شوائب على سطح صفائح الأقطاب الكهربائية أثناء الكبس بالأسطوانات. يؤثر جهاز تصحيح الانحراف وجهاز قطع الحواف بشكل رئيسي على دقة أبعاد قطع صفائح الأقطاب الكهربائية.

4. ما هي العوامل التي يجب مراعاتها عند اختيار آلة ضغط أسطوانة صفائح الأقطاب الكهربائية؟

(1)التكيف مع الطلب على الإنتاج: بناءً على خصائص مواد الأقطاب الكهربائية الموجبة والسالبة (مثل الثلاثي، ملاط ​​الجرافيت)، حدد مادة سطح الأسطوانة المقابلة (طلاء الكروم الصلب / طلاء السيراميك) والدقة (مستوى الميكرون)؛ بالنسبة لسيناريوهات المختبر، تتوفر معدات سطح مكتب صغيرة (قطر الأسطوانة ≤ 100 مم) للاختيار، بينما بالنسبة للإنتاج الضخم، هناك حاجة إلى نماذج صناعية (قطر الأسطوانة 200-600 مم، العرض 500-1500 مم).

(2)مؤشرات الأداء الأساسية: يجب التحكم في دقة الدرفلة في حدود ±1 ميكرومتر، وهي مُجهزة بمحرك سيرفو ومسطرة شبكية للتحكم في الحلقة المغلقة. استقامة سطح الأسطوانة ≤0.005 مم/م، وخشونة السطح را ≤0.2 ميكرومتر. يجب أن يتوافق نطاق الضغط مع كثافة ضغط المادة (على سبيل المثال، للجرافيت، 2.0-2.2 جم/سم³، أي ما يعادل نطاق ضغط قابل للتعديل يتراوح بين 5 و50 ميجا باسكال).