W procesie produkcji baterii litowych, maszyna do powlekania, jako kluczowy element wyposażenia, ma bezpośredni wpływ na dokładność powlekania i jakość produktu. Wahania temperatury są istotnym czynnikiem wpływającym na stabilność maszyn do powlekania. Różnica w odporności temperaturowej między podstawami granitowymi a żeliwnymi stała się kluczowym czynnikiem przy wyborze sprzętu w przedsiębiorstwach produkujących baterie litowe.
Współczynnik rozszerzalności cieplnej: Zaleta granitu w postaci odporności na temperaturę
Współczynnik rozszerzalności cieplnej określa stabilność wymiarową materiału w przypadku zmian temperatury. Współczynnik rozszerzalności cieplnej podstawy żeliwnej wynosi około 10-12 ×10⁻⁶/℃. W typowych warunkach wahań temperatury w warsztatach powlekania akumulatorów litowych, nawet niewielkie zmiany temperatury mogą spowodować znaczne odkształcenia wymiarowe. Na przykład, przy wahaniach temperatury w warsztacie o 5℃, podstawa żeliwna o długości 1 metra może ulec odkształceniu w wyniku rozszerzania i kurczenia o 50-60 μm. To odkształcenie spowoduje zmianę szczeliny między rolką powlekającą a arkuszem elektrody, co spowoduje nierównomierną grubość powłoki, a w konsekwencji wpłynie na pojemność i spójność akumulatorów litowych.
Natomiast współczynnik rozszerzalności cieplnej podstawy granitowej wynosi zaledwie (4-8) ×10⁻⁶/℃, czyli mniej więcej połowę tego, co w przypadku żeliwa. Przy tej samej zmianie temperatury wynoszącej 5℃, odkształcenie 1-metrowej podstawy granitowej wynosi zaledwie 20-40 μm, a zmiana wymiarów może być praktycznie zignorowana. Podczas długotrwałego, ciągłego procesu produkcyjnego, podstawa granitowa zawsze zachowuje stabilny kształt, zapewniając precyzyjne położenie względem siebie rolki powlekającej i arkusza elektrody, zachowując stabilność procesu powlekania i gwarantując niezawodną produkcję baterii litowych o wysokiej powtarzalności.
Przewodność cieplna: „bariera izolacji cieplnej” charakterystyczna dla granitu
Oprócz zmian wymiarów spowodowanych rozszerzalnością cieplną, przewodność cieplna materiałów wpływa również na równomierność rozkładu temperatury w urządzeniach. Żeliwo charakteryzuje się dobrą przewodnością cieplną. Gdy wewnątrz maszyny do powlekania wytwarza się ciepło z powodu pracy silnika, tarcia wałka powlekającego itp., żeliwna podstawa będzie szybko przewodzić ciepło, powodując wzrost temperatury powierzchni podstawy i jej nierównomierny rozkład. Ta różnica temperatur będzie powodować naprężenia cieplne podstawy, dodatkowo intensyfikując odkształcenia. Jednocześnie może to również wpływać na prawidłowe działanie otaczających ją precyzyjnych czujników i elementów sterujących.
Granit jest słabym przewodnikiem ciepła, ze współczynnikiem przewodności cieplnej wynoszącym zaledwie 2,7-3,3 W/(m·K), który jest znacznie niższy niż w przypadku żeliwa, gdzie przewodność cieplna wynosi 40-60 W/(m·K). Podczas pracy maszyny do powlekania, granitowa podstawa skutecznie blokuje przewodzenie ciepła wewnętrznego, redukując wahania temperatury na powierzchni podstawy i powstawanie naprężeń cieplnych. Nawet jeśli maszyna do powlekania pracuje pod dużym obciążeniem przez długi czas, granitowa podstawa może nadal utrzymywać względnie stabilną temperaturę, zapobiegając deformacjom sprzętu i pogorszeniu wydajności spowodowanemu nierównomierną temperaturą, a także tworząc stabilne środowisko temperaturowe dla procesu powlekania.
Stabilność w cyklach temperaturowych: zdolność granitu do „długotrwałej odporności na temperaturę”
Produkcja baterii litowych zazwyczaj wymaga ciągłej pracy urządzeń przez długi czas. Podczas częstych cykli temperaturowych (takich jak chłodzenie w nocy i ogrzewanie w ciągu dnia), stabilność materiału bazowego ma kluczowe znaczenie. Pod wpływem powtarzających się procesów rozszerzalności i kurczenia cieplnego, żeliwna podstawa jest podatna na pęknięcia zmęczeniowe wewnątrz, co skutkuje spadkiem wytrzymałości konstrukcyjnej i wpływa na żywotność urządzenia. Dane z badań pokazują, że po 1000 cyklach temperaturowych (przy zakresie wahań temperatury 20-40°C) głębokość pęknięć powierzchniowych żeliwnej podstawy może sięgać 0,1-0,2 mm.
Podstawy granitowe charakteryzują się doskonałą odpornością na zmęczenie dzięki gęstej wewnętrznej strukturze kryształów mineralnych. W tych samych warunkach testu cyklicznych zmian temperatury, podstawa granitowa praktycznie nie wykazuje widocznych pęknięć, a integralność strukturalna jest zachowana przez długi czas. Ta wysoka stabilność w cyklicznych zmianach temperatury pozwala podstawie granitowej sprostać wymaganiom intensywnej i długotrwałej eksploatacji w produkcji akumulatorów litowych, zmniejszając częstotliwość konserwacji i przestoje urządzeń spowodowane problemami z podstawą oraz poprawiając wydajność produkcji.
W obliczu coraz surowszych wymagań dotyczących precyzji i stabilności w produkcji akumulatorów litowych, granitowe podstawy, charakteryzujące się niższym współczynnikiem rozszerzalności cieplnej, lepszą przewodnością cieplną i wyjątkową stabilnością temperaturową, znacznie przewyższają podstawy żeliwne pod względem odporności na temperaturę. Wybór maszyny do powlekania akumulatorów litowych z granitową podstawą może skutecznie zwiększyć dokładność powlekania, zapewnić jakość produktów, zmniejszyć ryzyko związane z urządzeniami w procesie produkcji i stać się istotnym wsparciem dla rozwoju branży akumulatorów litowych w kierunku wyższej wydajności.
Czas publikacji: 21 maja 2025 r.