Неодамна, имаше квалитативен пробив во процесот на сечење на катодата што ја мачеше индустријата толку долго.
Процеси на редење и намотување:
Во последниве години, бидејќи новиот енергетски пазар стана жежок, инсталираниот капацитет набатерии за напојувањесе зголемува од година во година, а нивниот дизајн концепт и технологијата на обработка континуирано се подобруваат, меѓу кои дискусијата за процесот на намотување и процесот на ламинирање на електрични ќелии никогаш не престана. Во моментов, главната струја на пазарот е поефикасна, пониска цена и позрела примена на процесот на намотување, но овој процес е тешко да се контролира топлинската изолација помеѓу ќелиите, што лесно може да доведе до локално прегревање на ќелиите и ризик од термичко ширење.
Спротивно на тоа, процесот на каширане може подобро да ги игра предностите на големитебатериски ќелии, неговата безбедност, густината на енергијата, контролата на процесот се поповолни од ликвидацијата. Покрај тоа, процесот на каширане може подобро да го контролира приносот на ќелијата, кај корисникот на нови енергетски возила опсег е се повеќе висок тренд, процесот на каширане висока енергетска густина предности повеќе ветувачки. Во моментов, на чело на производителите на батерии за напојување се истражување и производство на ламиниран лист процес.
За потенцијалните сопственици на нови енергетски возила, вознемиреноста за километражата е несомнено еден од клучните фактори кои влијаат на нивниот избор на возило.Особено во градовите каде капацитетите за полнење не се совршени, има поитна потреба од електрични возила со долг дострел. Во моментов, официјалната гама на возила со чиста електрична енергија со нова енергија генерално се најавува на 300-500 км, при што реалниот опсег често се намалува од официјалниот опсег во зависност од климата и условите на патот. Способноста да се зголеми реалниот опсег е тесно поврзана со енергетската густина на енергетската ќелија, и затоа процесот на ламинација е поконкурентен.
Сепак, сложеноста на процесот на ламинирање и многуте технички тешкотии што треба да се решат ја ограничија популарноста на овој процес до одреден степен. Една од клучните потешкотии е тоа што брусите и прашината што се создаваат за време на процесот на сечење и ламинирање лесно можат да предизвикаат кратки споеви во батеријата, што е огромна опасност за безбедноста. Покрај тоа, катодниот материјал е најскапиот дел од ќелијата (катодите LiFePO4 сочинуваат 40%-50% од цената на ќелијата, а тројните литиумски катоди претставуваат уште поголема цена), па ако ефикасна и стабилна катода методот на обработка не може да се најде, тоа ќе предизвика големо трошење на трошоците за производителите на батерии и ќе го ограничи понатамошниот развој на процесот на ламинирање.
Хардверски статус кво - висок потрошен материјал и низок плафон
Во моментов, во процесот на сечење со матрица пред процесот на ламинирање, вообичаено е на пазарот да се користи хардверско удирање за да се сече полното парче со користење на екстремно малиот јаз помеѓу перфораторот и долната матрица за алат. Овој механички процес има долга историја на развој и е релативно зрел во неговата примена, но напрегањата предизвикани од механичкото загризување често го оставаат обработениот материјал со некои непожелни карактеристики, како што се срушени агли и бруси.
Со цел да се избегнат бруси, хардверското дупчење треба да го најде најсоодветниот страничен притисок и преклопувањето на алатот во согласност со природата и дебелината на електродата и по неколку круга на тестирање пред да започне сериската обработка. Уште повеќе, удирањето на хардверот може да предизвика абење на алатот и лепење на материјалот по долги часови работа, што доведува до нестабилност на процесот, што резултира со слаб квалитет на исклучување, што на крајот може да доведе до помал принос на батеријата, па дури и до безбедносни опасности. Производителите на батерии за напојување често ги менуваат ножевите на секои 3-5 дена за да избегнат скриени проблеми. Иако рокот на траење на алатот објавен од производителот може да биде 7-10 дена, или може да исече 1 милион парчиња, но фабриката за батерии за да избегне серии на неисправни производи (лошата потреба да се отфрли во серии), честопати однапред го менува ножот. а тоа ќе донесе огромни трошоци за потрошен материјал.
Дополнително, како што споменавме погоре, со цел да се подобри опсегот на возила, фабриките за батерии напорно работеа на подобрување на енергетската густина на батериите. Според индустриски извори, за да се подобри густината на енергија на една ќелија, според постојниот хемиски систем, хемиските средства за подобрување на енергетската густина на една ќелија во основа го допреле таванот, само преку густината на набивање и дебелината на пол парче од двете да се направи статии. Зголемувањето на густината на набивање и дебелината на столбот несомнено повеќе ќе му наштети на алатот, што значи дека времето за замена на алатот повторно ќе се скрати.
Како што се зголемува големината на ќелијата, алатите што се користат за сечење со матрица исто така треба да се направат поголеми, но поголемите алатки несомнено ќе ја намалат брзината на механичкото работење и ќе ја намалат ефикасноста на сечењето. Може да се каже дека трите главни фактори на долгорочниот стабилен квалитет, трендот на висока енергетска густина и ефикасноста на сечење столбови со големи димензии ја одредуваат горната граница на процесот на хардверско сечење, а овој традиционален процес ќе биде тешко да се прилагоди на иднината развој.
Picosecond ласерски решенија за да се надминат позитивните предизвици за сечење
Брзиот развој на ласерската технологија го покажа својот потенцијал во индустриската обработка, а особено индустријата 3C целосно ја покажа доверливоста на ласерите во прецизната обработка. Сепак, беа направени рани обиди да се користат наносекундни ласери за сечење на столбови, но овој процес не беше промовиран во голем обем поради големата зона погодена од топлина и бруси по наносекундната ласерска обработка, што не ги задоволуваше потребите на производителите на батерии. Сепак, според истражувањето на авторот, ново решение е предложено од компаниите и постигнати се одредени резултати.
Во однос на техничкиот принцип, пикосекундниот ласер е способен да се потпре на својата исклучително висока врвна моќност за моментално испарување на материјалот поради неговата екстремно тесна ширина на пулсот. За разлика од термичката обработка со наносекундни ласери, пикосекундните ласери се процеси на аблација на пареа или реформулација со минимални термички ефекти, без топење монистра и уредни рабови за обработка, кои ја пробиваат замката на големите зони погодени од топлина и бруси со наносекундни ласери.
Процесот на ласерско сечење со пикосекунда реши многу од болните точки на тековното хардверско сечење, овозможувајќи квалитативно подобрување на процесот на сечење на позитивната електрода, што претставува најголем дел од цената на ќелијата на батеријата.
1. Квалитет и принос
Хардверското сечење е употреба на принципот на механичко грицкање, аглите за сечење се склони кон дефекти и бараат повторено дебагирање. Механичките секачи ќе се истрошат со текот на времето, што ќе резултира со бруси на парчињата столбови, што влијае на приносот на целата серија ќелии. Во исто време, зголемената густина на набивање и дебелината на полното парче за да се подобри енергетската густина на мономерот, исто така, ќе го зголеми абењето и кинењето на ножот за сечење. долго време, дури и ако материјалот е задебелен без да предизвика губење на опремата.
2. Севкупна ефикасност
Во однос на директната производствена ефикасност, машината за производство на ласерска позитивна електрода со висока моќност од 300 W е на исто ниво на производство на час како и машината за производство на хардверско сечење, но имајќи предвид дека хардверските машини треба да менуваат ножеви еднаш на секои три до пет дена , што неизбежно ќе доведе до исклучување на производната линија и повторно пуштање во употреба по промената на ножот, секоја промена на нож значи неколкучасовен прекин. Целосно ласерското производство со голема брзина заштедува време на промена на алатот и севкупната ефикасност е подобра.
3. Флексибилност
За фабриките за енергетски ќелии, линијата за ламинирање често носи различни типови ќелии. Секоја промена ќе трае уште неколку дена за опремата за сечење хардвер, а со оглед на тоа што некои ќелии имаат барања за удирање во агол, ова дополнително ќе го продолжи времето на промена.
Ласерскиот процес, од друга страна, нема мака од промени. Без разлика дали се работи за промена на обликот или за промена на големината, ласерот може да „направи се“. Треба да се додаде дека во процесот на сечење, ако производ 590 се замени со производ 960 или дури 1200, за хардверско сечење е потребен голем нож, додека за ласерскиот процес потребни се само 1-2 дополнителни оптички системи и сечење ефикасноста не е засегната. Може да се каже дека, без разлика дали станува збор за промена на масовното производство или пробни примероци од мал обем, флексибилноста на ласерските предности ја пробиле горната граница на хардверското сечење, за производителите на батерии да заштедат многу време .
4. Ниска вкупна цена
Иако процесот на сечење хардверски матрици моментално е главен процес за сечење столбови и првичните трошоци за набавка се ниски, тој бара чести поправки и промени на матрицата, а овие активности за одржување доведуваат до прекин на производната линија и чинат повеќе работни часови. Спротивно на тоа, пикосекундното ласерско решение нема други потрошни материјали и минимални трошоци за одржување.
На долг рок, се очекува ласерското решение за пикосекунда целосно да го замени тековниот процес на хардверско сечење на полето на сечење на позитивни електроди од литиумска батерија и да стане една од клучните точки за промовирање на популарноста на процесот на ламинирање, исто како " еден мал чекор за сечење на електродата, еден голем чекор за процесот на ламинирање“. Се разбира, новиот производ сè уште е предмет на индустриска проверка, дали позитивното решение за сечење на пикосекундниот ласер може да го препознаат големите производители на батерии и дали ласерот од пикосекунда навистина може да ги реши проблемите што им ги носи на корисниците традиционалниот процес. да почекаме и да видиме.
Време на објавување: 14-ти септември 2022 година