Анализ базовых знаний о процессе продольной резки полюсных дисков литий-ионных аккумуляторов -Lithium - Оборудование для ионных аккумуляторов
1. Принцип резки диска полюсного наконечника
Обращаясь к процессу продольной резки диска с металлической пластиной, мы сначала проанализируем основные принципы резки диска полюсного наконечника. Во-первых, когда пластина соприкасается с точкой Ab верхней и нижней лопастей, пластина будет упруго деформирована под давлением верхней и нижней лопастей, и из-за существования момента пластина изгнется, и внутри материала рядом с зазором появится напряжение сдвига. основной стресс. Когда точки лезвия A и b поворачиваются в положения C и D, пластическая деформация происходит, когда внутреннее напряженное состояние соответствует пластическим условиям. По мере того, как процесс сдвига продолжается, поперечная сила на пластине становится все больше и больше, и она переходит в состояние текучести при сдвиге. В зоне сдвиговой деформации начинает происходить макроскопическая деформация скольжения, и верхняя и нижняя кромки циркулярного ножа начинают врезаться в материал. В это время материал на кромке режущей кромки подвергается пластической деформации, образуется сдвиговое пластическое скольжение, а поперечное сечение становится светлым. По мере того, как режущая головка продолжает вращаться, степень пластической деформации материала усиливается, материал будет подвергаться производственному упрочнению, а его напряженное состояние также будет изменяться, что приведет к появлению микроскопических трещин внутри материала. По мере того, как деформация продолжается, эти микротрещины сливаются в основную трещину, расширяющуюся и отрывающуюся, а поперечное сечение образует зону разрыва. (Оборудование с литий-ионными батареями)
По сравнению с производством продольной резки листового металла, метод резки ножниц для полюсных дисков с литий-ионными аккумуляторами имеет совершенно другие характеристики:
(1) При резке полюсных наконечников верхние и нижние дисковые ножи имеют задние углы, похожие на лезвия ножниц, а ширина лезвия особенно мала. Между верхним и нижним дисковыми ножами нет горизонтального зазора, но верхний и нижний дисковые ножи соприкасаются друг с другом и возникает боковое давление.
(2) При резке листа на верхней и нижней сторонах в основном имеются резиновые ролики для уравновешивания силы сдвига и момента сдвига верхнего и нижнего ножей во время резки, а также для предотвращения значительной деформации листа. Отсутствуют верхний и нижний ролики для продольной резки полюсного наконечника.
(3) Покрытие полюсного наконечника представляет собой композитный материал, состоящий из частиц и практически не обладающий способностью к пластической деформации. Когда внутреннее напряжение в верхнем и нижнем дисковых ножах больше, чем сила сцепления между частицами покрытия, в покрытии появляются трещины, которые расширяются и разделяются.
2. Факторы, влияющие на качество резки полюсного наконечника
Существует множество факторов, влияющих на качество заусенца, таких как размер заусенца, морфологические характеристики поперечного сечения и точность размеров полюсного наконечника. Согласно существующей теории, ее можно резюмировать следующим образом: физико-механические свойства полюсного наконечника, толщина полюсного наконечника, боковое давление верхней и нижней пар режущего инструмента. , величина наложения верхнего и нижнего парных инструментов, степень износа режущей кромки, угол прикуса, точность дисковой фрезы и т. д.
(1) Влияние физико-механических свойств материалов. Вообще говоря, если материал обладает хорошей пластичностью, трещины появятся позже при резке. Материал срезается на большую глубину, и доля светлых полос в полученном сечении будет больше; В то время как для материалов с плохой пластичностью при тех же параметрических условиях легко сломаться, доля зоны разрыва в поперечном сечении будет больше, а светлая зона, естественно, будет меньше.
(2) Влияние верхней и нижней пар на боковое давление инструмента. При продольной резке полюсных наконечников боковое давление инструмента является одним из ключевых факторов, влияющих на качество продольной резки. Во время сдвига перекрываются ли верхние и нижние трещины на поверхности разрушения, а также напряженно-деформированное состояние силы сдвига тесно связаны с величиной бокового давления. Если боковое давление слишком мало, во время резки полюсного наконечника могут возникнуть такие дефекты, как неровные режущие поверхности и потери материала. Если боковое давление слишком высокое, инструмент с большей вероятностью будет изнашиваться и иметь более короткий срок службы.
(3) Влияние верхней и нижней пар инструментов на величину суперпозиции. Установка величины наплавки в основном связана с толщиной полюсного наконечника. Разумное количество накладки способствует прикусу инструмента. На него влияет качество резки, размер заусенцев и скорость износа кромки инструмента.
(4) При дисковой резке угол прикуса относится к углу между секцией сдвига и центральной линией срезаемого листа. По мере увеличения угла прикуса горизонтальная составляющая поперечной силы также будет увеличиваться. Если сила горизонтального компонента больше, чем натяжение подачи полюсного наконечника, пластина либо соскальзывает, либо выгибается перед дисковым ножом и не может быть срезана. По мере уменьшения угла прикуса диаметр лезвия будет увеличиваться, и размер продольно-резательной машины также будет соответственно увеличиваться. Поэтому, как сбалансировать угол прикуса, диаметр лезвия, толщину листа и количество штабелирования, необходимо определять, исходя из фактических условий работы.
В процессе резки полюсного наконечника боковое давление и величина наложения инструмента являются важными параметрами регулировки для дисковой фрезы, и они должны быть отрегулированы в соответствии со свойствами и толщиной полюсного наконечника. В прошлом в производстве оборудования и технологии регулировки инструмента часто не хватало точных числовых параметров, но приходилось полагаться на соответствующий опыт для внесения соответствующих корректировок на основе партии полюсного наконечника. С развитием технологий оборудования технология регулировки инструмента также продолжает совершенствоваться и становится численной. В настоящее время имеется устройство автоматической регулировки цилиндра бокового давления станка для продольной резки полюсных наконечников. При продольной резке полюсного наконечника давление в цилиндре устанавливается для регулировки бокового давления резака для контроля качества резки.
3. Основные недостатки продольной резки полюсного наконечника
Когда плотность уплотнения покрытия полюсного наконечника увеличивается и сила сцепления между частицами усиливается, некоторые частицы покрытия полюсного наконечника также кажутся отрезанными. К основным дефектам продольной резки полюсного наконечника относятся следующие:
(1) Заусенец
Заусенцы, особенно металлические, чрезвычайно вредны для литий-ионных аккумуляторов. Более крупные металлические заусенцы проникают прямо через сепаратор, вызывая короткое замыкание между положительным и отрицательным электродами. Процесс продольной резки полюсного наконечника является важным процессом для возникновения заусенцев в процессе производства литий-ионных аккумуляторов.
Чтобы предотвратить эту ситуацию, очень важно найти наиболее подходящее боковое давление и величину штабелирования инструмента в зависимости от свойств и толщины полюсного наконечника при регулировке инструмента. Кроме того, качество кромки полюсного наконечника можно улучшить за счет резки и снятия фаски, а также втягивания и размотки натяжения.
(2) Волновой край
При появлении волнистых кромок во время резки и намотки полюсного наконечника будет возникать джиттер коррекции кромок, что приведет к точности процесса. Кроме того, это также негативно скажется на конечной толщине и форме аккумулятора.
(3) Потеря порошка
Порошок, отваливающийся от полюсного наконечника, повлияет на работу аккумулятора. Когда порошок положительного электрода отваливается, емкость аккумулятора уменьшается. Когда порошок отрицательного электрода отпадает, отрицательный электрод не может обернуть положительный электрод, что может легко вызвать осаждение лития.
Вышеуказанные проблемы качества в основном решаются путем поиска подходящих параметров регулировки инструмента.
(4) Размер не соответствует требованиям
Станок для продольной резки полюсных наконечников разрезает свернутые полюсные наконечники батареи в соответствии со спецификациями батареи, что требует высокой точности размеров полюсных наконечников с прорезями. При проектировании намотанной батареи сепаратор должен обернуть отрицательный электрод, чтобы предотвратить прямой контакт между положительным и отрицательным электродами для образования короткого замыкания. Отрицательный электрод должен обернуть положительный электрод, чтобы ионы лития в положительном электроде не поглощались отрицательным активным материалом во время зарядки. Как правило, отрицательный электрод и разница в размерах между сепаратором, отрицательным электродом и положительным электродом составляет 2-3 мм, и по мере увеличения удельных требований к энергии эта разница в размерах продолжает уменьшаться. Поэтому точность размеров полюсных наконечников требуется быть все выше и выше, иначе у батареи возникнут серьезные проблемы с качеством.
4. Важные виды отказа дисковых фрез
В процессе продольной резки полюсного наконечника качество лезвия продольного диска напрямую влияет на производительность продольной резки полюсного наконечника. Продольно-резательная машина должна работать в течение длительного времени, поэтому важно, чтобы лезвие для продольной резки обладало хорошими механическими свойствами, такими как твердость, производственный процесс и износостойкость. Дисковая фреза имеет определенный срок службы, пока она продолжает работать. Срок службы фрезы должен регулироваться в процессе продольной резки. Вообще говоря, основным видом выхода из строя ножа для резки диска полюсного наконечника является износ инструмента.
(1) Усталостное разрушение
На нож продольно-резательного диска полюсного наконечника оказывается боковое давление, а верхний и нижний ножи перекрывают друг друга со стороны кромки ножа. В процессе продольной резки локальное напряжение на режущей кромке велико и накапливается. Из-за частой экструзии, сдвига, трения и циклических взаимодействий, из-за изменяющихся механических нагрузок в области режущей кромки склонны появляться усталостные микротрещины, а затем под циклическим напряжением они будут расширяться вдоль боковой стороны диска к центру. Когда трещины поднимаются до определенного уровня, напряжение достигает предела прочности материала инструмента. Это приведет к локальному микроповреждению режущей кромки инструмента.
(2) Адгезионный износ
Клеи со следами экструзии также можно найти в области износа инструмента. Эти адгезии образуются за счет прилипания столбовой стружки к инструменту. Это связано с тем, что сторона дисковой фрезы соприкасается с режущей поверхностью полюсного наконечника, и существует большое контактное давление, так что часть щелевого материала приваривается холодным способом к боковой стороне дискового резака. Эти связующие слои постоянно отваливаются, а затем вновь образуются в процессе циклической резки. Процесс линьки может привести к падению твердой фазы инструмента и усугубить процесс износа. Такая ситуация, скорее всего, возникнет при продольной резке алюминиевой фольги. Из-за низкой температуры плавления алюминия режущая стружка прилипает к боковой стороне инструмента, вызывая износ инструмента и сокращая срок его службы.
Обращаясь к процессу продольной резки диска с металлической пластиной, мы сначала проанализируем основные принципы резки диска полюсного наконечника. Во-первых, когда пластина соприкасается с точкой Ab верхней и нижней лопастей, пластина будет упруго деформирована под давлением верхней и нижней лопастей, и из-за существования момента пластина изгнется, и внутри материала рядом с зазором появится напряжение сдвига. основной стресс. Когда точки лезвия A и b поворачиваются в положения C и D, пластическая деформация происходит, когда внутреннее напряженное состояние соответствует пластическим условиям. По мере того, как процесс сдвига продолжается, поперечная сила на пластине становится все больше и больше, и она переходит в состояние текучести при сдвиге. В зоне сдвиговой деформации начинает происходить макроскопическая деформация скольжения, и верхняя и нижняя кромки циркулярного ножа начинают врезаться в материал. В это время материал на кромке режущей кромки подвергается пластической деформации, образуется сдвиговое пластическое скольжение, а поперечное сечение становится светлым. По мере того, как режущая головка продолжает вращаться, степень пластической деформации материала усиливается, материал будет подвергаться производственному упрочнению, а его напряженное состояние также будет изменяться, что приведет к появлению микроскопических трещин внутри материала. По мере того, как деформация продолжается, эти микротрещины сливаются в основную трещину, расширяющуюся и отрывающуюся, а поперечное сечение образует зону разрыва. (Оборудование с литий-ионными батареями)
По сравнению с производством продольной резки листового металла, метод резки ножниц для полюсных дисков с литий-ионными аккумуляторами имеет совершенно другие характеристики:
(1) При резке полюсных наконечников верхние и нижние дисковые ножи имеют задние углы, похожие на лезвия ножниц, а ширина лезвия особенно мала. Между верхним и нижним дисковыми ножами нет горизонтального зазора, но верхний и нижний дисковые ножи соприкасаются друг с другом и возникает боковое давление.
(2) При резке листа на верхней и нижней сторонах в основном имеются резиновые ролики для уравновешивания силы сдвига и момента сдвига верхнего и нижнего ножей во время резки, а также для предотвращения значительной деформации листа. Отсутствуют верхний и нижний ролики для продольной резки полюсного наконечника.
(3) Покрытие полюсного наконечника представляет собой композитный материал, состоящий из частиц и практически не обладающий способностью к пластической деформации. Когда внутреннее напряжение в верхнем и нижнем дисковых ножах больше, чем сила сцепления между частицами покрытия, в покрытии появляются трещины, которые расширяются и разделяются.
2. Факторы, влияющие на качество резки полюсного наконечника
Существует множество факторов, влияющих на качество заусенца, таких как размер заусенца, морфологические характеристики поперечного сечения и точность размеров полюсного наконечника. Согласно существующей теории, ее можно резюмировать следующим образом: физико-механические свойства полюсного наконечника, толщина полюсного наконечника, боковое давление верхней и нижней пар режущего инструмента. , величина наложения верхнего и нижнего парных инструментов, степень износа режущей кромки, угол прикуса, точность дисковой фрезы и т. д.
(1) Влияние физико-механических свойств материалов. Вообще говоря, если материал обладает хорошей пластичностью, трещины появятся позже при резке. Материал срезается на большую глубину, и доля светлых полос в полученном сечении будет больше; В то время как для материалов с плохой пластичностью при тех же параметрических условиях легко сломаться, доля зоны разрыва в поперечном сечении будет больше, а светлая зона, естественно, будет меньше.
(2) Влияние верхней и нижней пар на боковое давление инструмента. При продольной резке полюсных наконечников боковое давление инструмента является одним из ключевых факторов, влияющих на качество продольной резки. Во время сдвига перекрываются ли верхние и нижние трещины на поверхности разрушения, а также напряженно-деформированное состояние силы сдвига тесно связаны с величиной бокового давления. Если боковое давление слишком мало, во время резки полюсного наконечника могут возникнуть такие дефекты, как неровные режущие поверхности и потери материала. Если боковое давление слишком высокое, инструмент с большей вероятностью будет изнашиваться и иметь более короткий срок службы.
(3) Влияние верхней и нижней пар инструментов на величину суперпозиции. Установка величины наплавки в основном связана с толщиной полюсного наконечника. Разумное количество накладки способствует прикусу инструмента. На него влияет качество резки, размер заусенцев и скорость износа кромки инструмента.
(4) При дисковой резке угол прикуса относится к углу между секцией сдвига и центральной линией срезаемого листа. По мере увеличения угла прикуса горизонтальная составляющая поперечной силы также будет увеличиваться. Если сила горизонтального компонента больше, чем натяжение подачи полюсного наконечника, пластина либо соскальзывает, либо выгибается перед дисковым ножом и не может быть срезана. По мере уменьшения угла прикуса диаметр лезвия будет увеличиваться, и размер продольно-резательной машины также будет соответственно увеличиваться. Поэтому, как сбалансировать угол прикуса, диаметр лезвия, толщину листа и количество штабелирования, необходимо определять, исходя из фактических условий работы.
В процессе резки полюсного наконечника боковое давление и величина наложения инструмента являются важными параметрами регулировки для дисковой фрезы, и они должны быть отрегулированы в соответствии со свойствами и толщиной полюсного наконечника. В прошлом в производстве оборудования и технологии регулировки инструмента часто не хватало точных числовых параметров, но приходилось полагаться на соответствующий опыт для внесения соответствующих корректировок на основе партии полюсного наконечника. С развитием технологий оборудования технология регулировки инструмента также продолжает совершенствоваться и становится численной. В настоящее время имеется устройство автоматической регулировки цилиндра бокового давления станка для продольной резки полюсных наконечников. При продольной резке полюсного наконечника давление в цилиндре устанавливается для регулировки бокового давления резака для контроля качества резки.
3. Основные недостатки продольной резки полюсного наконечника
Когда плотность уплотнения покрытия полюсного наконечника увеличивается и сила сцепления между частицами усиливается, некоторые частицы покрытия полюсного наконечника также кажутся отрезанными. К основным дефектам продольной резки полюсного наконечника относятся следующие:
(1) Заусенец
Заусенцы, особенно металлические, чрезвычайно вредны для литий-ионных аккумуляторов. Более крупные металлические заусенцы проникают прямо через сепаратор, вызывая короткое замыкание между положительным и отрицательным электродами. Процесс продольной резки полюсного наконечника является важным процессом для возникновения заусенцев в процессе производства литий-ионных аккумуляторов.
Чтобы предотвратить эту ситуацию, очень важно найти наиболее подходящее боковое давление и величину штабелирования инструмента в зависимости от свойств и толщины полюсного наконечника при регулировке инструмента. Кроме того, качество кромки полюсного наконечника можно улучшить за счет резки и снятия фаски, а также втягивания и размотки натяжения.
(2) Волновой край
При появлении волнистых кромок во время резки и намотки полюсного наконечника будет возникать джиттер коррекции кромок, что приведет к точности процесса. Кроме того, это также негативно скажется на конечной толщине и форме аккумулятора.
(3) Потеря порошка
Порошок, отваливающийся от полюсного наконечника, повлияет на работу аккумулятора. Когда порошок положительного электрода отваливается, емкость аккумулятора уменьшается. Когда порошок отрицательного электрода отпадает, отрицательный электрод не может обернуть положительный электрод, что может легко вызвать осаждение лития.
Вышеуказанные проблемы качества в основном решаются путем поиска подходящих параметров регулировки инструмента.
(4) Размер не соответствует требованиям
Станок для продольной резки полюсных наконечников разрезает свернутые полюсные наконечники батареи в соответствии со спецификациями батареи, что требует высокой точности размеров полюсных наконечников с прорезями. При проектировании намотанной батареи сепаратор должен обернуть отрицательный электрод, чтобы предотвратить прямой контакт между положительным и отрицательным электродами для образования короткого замыкания. Отрицательный электрод должен обернуть положительный электрод, чтобы ионы лития в положительном электроде не поглощались отрицательным активным материалом во время зарядки. Как правило, отрицательный электрод и разница в размерах между сепаратором, отрицательным электродом и положительным электродом составляет 2-3 мм, и по мере увеличения удельных требований к энергии эта разница в размерах продолжает уменьшаться. Поэтому точность размеров полюсных наконечников требуется быть все выше и выше, иначе у батареи возникнут серьезные проблемы с качеством.
4. Важные виды отказа дисковых фрез
В процессе продольной резки полюсного наконечника качество лезвия продольного диска напрямую влияет на производительность продольной резки полюсного наконечника. Продольно-резательная машина должна работать в течение длительного времени, поэтому важно, чтобы лезвие для продольной резки обладало хорошими механическими свойствами, такими как твердость, производственный процесс и износостойкость. Дисковая фреза имеет определенный срок службы, пока она продолжает работать. Срок службы фрезы должен регулироваться в процессе продольной резки. Вообще говоря, основным видом выхода из строя ножа для резки диска полюсного наконечника является износ инструмента.
(1) Усталостное разрушение
На нож продольно-резательного диска полюсного наконечника оказывается боковое давление, а верхний и нижний ножи перекрывают друг друга со стороны кромки ножа. В процессе продольной резки локальное напряжение на режущей кромке велико и накапливается. Из-за частой экструзии, сдвига, трения и циклических взаимодействий, из-за изменяющихся механических нагрузок в области режущей кромки склонны появляться усталостные микротрещины, а затем под циклическим напряжением они будут расширяться вдоль боковой стороны диска к центру. Когда трещины поднимаются до определенного уровня, напряжение достигает предела прочности материала инструмента. Это приведет к локальному микроповреждению режущей кромки инструмента.
(2) Адгезионный износ
Клеи со следами экструзии также можно найти в области износа инструмента. Эти адгезии образуются за счет прилипания столбовой стружки к инструменту. Это связано с тем, что сторона дисковой фрезы соприкасается с режущей поверхностью полюсного наконечника, и существует большое контактное давление, так что часть щелевого материала приваривается холодным способом к боковой стороне дискового резака. Эти связующие слои постоянно отваливаются, а затем вновь образуются в процессе циклической резки. Процесс линьки может привести к падению твердой фазы инструмента и усугубить процесс износа. Такая ситуация, скорее всего, возникнет при продольной резке алюминиевой фольги. Из-за низкой температуры плавления алюминия режущая стружка прилипает к боковой стороне инструмента, вызывая износ инструмента и сокращая срок его службы.
.png?imageView2/1/w/400/h/300)
