V procese výroby lítiových batérií je povlakovací stroj ako kľúčové zariadenie, ktorého výkon priamo ovplyvňuje presnosť povlakovania a kvalitu produktu z lítiových batérií. Kolísanie teploty je dôležitým faktorom ovplyvňujúcim stabilitu povlakovacích strojov. Rozdiel v teplotnej odolnosti medzi žulovými a liatinovými základňami sa stal kľúčovým faktorom pri výbere zariadenia v podnikoch vyrábajúcich lítiové batérie.
Koeficient tepelnej rozťažnosti: Výhoda „teplotnej imunity“ žuly
Koeficient tepelnej rozťažnosti určuje rozmerovú stabilitu materiálu pri zmene teploty. Koeficient tepelnej rozťažnosti liatinovej základne je približne 10-12 × 10⁻⁶/℃. V bežnom prostredí s kolísaním teploty v dielňach na nanášanie povlakov na lítiové batérie môžu aj malé zmeny teploty spôsobiť značnú rozmerovú deformáciu. Napríklad, keď teplota v dielni kolíše o 5 ℃, 1 meter dlhá liatinová základňa môže podstúpiť deformáciu v rozťažnosti a sťahovaní o 50-60 μm. Táto deformácia spôsobí zmenu medzery medzi nanášacím valcom a elektródovým plechom, čo vedie k nerovnomernej hrúbke povlaku a následne ovplyvňuje kapacitu a konzistenciu lítiových batérií.
Naproti tomu koeficient tepelnej rozťažnosti žulového podstavca je iba (4-8) × 10⁻⁶/℃, čo je približne polovica koeficientu liatiny. Pri rovnakých teplotných výkyvoch 5℃ je deformácia 1-metrového žulového podstavca iba 20-40 μm a zmena rozmerov sa dá takmer ignorovať. Počas dlhodobého nepretržitého výrobného procesu si žulový podstavec vždy udržiava stabilný tvar, čím sa zabezpečuje presná relatívna poloha medzi nanášacím valcom a elektródovým plechom, udržiava sa stabilita procesu nanášania a poskytuje sa spoľahlivá záruka výroby vysoko konzistentných lítiových batérií.
Tepelná vodivosť: „Tepelne izolačná bariéra“ charakteristická pre žulu
Okrem rozmerových zmien spôsobených tepelnou rozťažnosťou ovplyvňuje tepelná vodivosť materiálov aj rovnomernosť rozloženia teploty v zariadení. Liatina má dobrú tepelnú vodivosť. Keď sa vo vnútri nanášacieho stroja vytvára teplo v dôsledku prevádzky motora, trenia nanášacieho valca atď., liatinová základňa rýchlo vedie teplo, čo spôsobuje zvýšenie povrchovej teploty základne a jej nerovnomerné rozloženie. Tento teplotný rozdiel spôsobí tepelné namáhanie základne, čo ďalej zintenzívňuje deformáciu. Zároveň to môže ovplyvniť aj normálnu prevádzku okolitých presných senzorov a riadiacich komponentov.
Žula je slabý vodič tepla s tepelnou vodivosťou iba 2,7 – 3,3 W/ (m·K), čo je oveľa menej ako u liatiny s tepelnou vodivosťou 40 – 60 W/ (m·K). Počas prevádzky nanášacieho stroja môže žulový podklad účinne blokovať vedenie vnútorného tepla, čím sa znižujú teplotné výkyvy na povrchu podkladu a vznik tepelného namáhania. Aj keď nanášací stroj pracuje dlhodobo pri vysokom zaťažení, žulový podklad si stále udržiava relatívne stabilný teplotný stav, čím sa zabráni deformácii zariadenia a zhoršeniu výkonu spôsobenému nerovnomernou teplotou a vytvorí sa stabilné teplotné prostredie pre proces nanášania.
Stabilita pri teplotných cykloch: Schopnosť žuly „dlhodobo odolávať teplotám“
Výroba lítiových batérií zvyčajne vyžaduje, aby zariadenie pracovalo nepretržite dlhý čas. Počas častých teplotných cyklov (ako je napríklad chladenie v noci a vykurovanie počas dňa) je stabilita základného materiálu mimoriadne dôležitá. Pri opakovanom pôsobení tepelnej rozťažnosti a sťahovania je liatinová základňa náchylná na únavové trhliny vo vnútri, čo vedie k zníženiu štrukturálnej pevnosti a ovplyvňuje životnosť zariadenia. Relevantné výskumné údaje ukazujú, že po 1000 teplotných cykloch (s teplotným rozsahom 20 – 40 ℃) môže hĺbka povrchovej trhliny liatinovej základne dosiahnuť 0,1 – 0,2 mm.
Žulové základne majú vynikajúcu odolnosť proti únave vďaka svojej hustej vnútornej štruktúre minerálnych kryštálov. Za rovnakých podmienok teplotného cyklovania žulová základňa sotva vykazuje viditeľné trhliny a štrukturálna integrita sa zachováva dlhodobo. Táto vysoká stabilita pri teplotných cykloch umožňuje žulovej základni spĺňať požiadavky na vysokú intenzitu a dlhodobú prevádzku pri výrobe lítiových batérií, čím sa znižuje frekvencia údržby a prestoje zariadení spôsobené problémami so základňou a zvyšuje sa efektivita výroby.
Vzhľadom na čoraz prísnejšie požiadavky na presnosť a stabilitu pri výrobe lítiových batérií, žulové základne s nižším koeficientom tepelnej rozťažnosti, vynikajúcou tepelnou vodivosťou a vynikajúcou stabilitou pri teplotných cykloch výrazne prekonávajú liatinové základne z hľadiska teplotnej odolnosti. Výber stroja na povlakovanie lítiových batérií s žulovou základňou môže efektívne zvýšiť presnosť povlakovania, zabezpečiť kvalitu lítiových batériových produktov, znížiť riziká zariadení počas výrobného procesu a stať sa dôležitou oporou pre rozvoj odvetvia lítiových batérií smerom k vyššiemu výkonu.
Čas uverejnenia: 21. mája 2025