Schijfponsmachine Kan efficiënt cirkelvormige schijven van batterij-elektroden en -scheiders produceren en is geschikt voor onderzoek en ontwikkeling van diverse knoopcellen. Door de precisieregeling, materiaalcompatibiliteit en het bedieningsgemak te bestuderen, wordt de aanpasbaarheid van deze apparatuur in scenario's zoals de bereiding van kleine batches monsters in batterijlaboratoria en de voorbehandeling van TEM-monsters geverifieerd. Dit biedt technische referenties voor de selectie van precisieverwerkingsapparatuur op het gebied van onderzoek en ontwikkeling van batterijen.
1. Inleiding
In het onderzoeks- en ontwikkelingsproces van nieuwe energieopslagapparaten zoals lithium-ionbatterijen en solid-state batterijen, heeft de maatnauwkeurigheid van elektroden en separatoren direct invloed op de assemblage-efficiëntie, elektrochemische prestaties en veiligheid van batterijen. Dankzij hun compacte structuur, lage monsterconsumptie en handige tests zijn knoopcellen de belangrijkste drager geworden voor het evalueren van de prestaties van batterijmaterialen en het bestuderen van interfacereacties. De verwerking van ronde elektrode- en separatorschijven voor knoopcellen vereist echter dat aan de technische eisen van " wordt voldaan: geen bramen, geen deuken en een hoge maatvastheid. Traditionele methoden zoals knippen met een schaar en verwerking met gewone stansapparatuur zijn gevoelig voor schade aan de materiaalranden en overmatige maatafwijkingen, wat op zijn beurt leidt tot problemen zoals kortsluiting in batterijen en capaciteitsvermindering.
2. Structureel ontwerp en technische voordelen van precisieponsen
2.1 Kernstructuurontwerp
Het structureel ontwerp vanprecisieponsendraait om drie kernvereisten: precisie, draagbaarheid en duurzaamheid. Ze gebruiken hoogwaardige kogellagergeleiders in plaats van traditionele glijgeleiders, wat de laterale afwijking tijdens het ponsproces vermindert, ervoor zorgt dat de coaxialiteitsfout tussen de pons en de matrijs laag blijft en zo de maatvastheid van de geponste cirkelschijven vanuit structureel perspectief garandeert. Tegelijkertijd vermindert de soepelheid van de geleiderails de weerstand bij handmatige bediening, verbetert de stabiliteit van een enkele pons en voorkomt kreukelen of randbeschadiging door ongelijkmatige krachtsinspanning.
De behuizing is gemaakt van volledig corrosiewerende materialen, met een permanente roestwerende werking. De elektrolyten en reinigingsmiddelen die vaak in batterijlaboratoria worden gebruikt, kunnen metalen apparatuur corroderen. De corrosiewerende behuizing kan echter voorkomen dat de apparatuur structureel loslaat en de nauwkeurigheid afneemt door chemische corrosie, de levensduur van de apparatuur verlengen en tegelijkertijd ervoor zorgen dat de verwerkte monsters niet verontreinigd raken met roestverontreinigingen uit de behuizing.
De apparatuur is uitgerust met een gestandaardiseerde matrijsinterface, die snelle vervanging van aangepaste matrijzen binnen een bepaald bereik ondersteunt. De positionering van de matrijs en de pons is gebaseerd op een "-pin-hole fit"-ontwerp. Bij het vervangen van de matrijs is geen extra kalibratie vereist en kan de overstap van elektrodeponsen naar separatorponsen snel worden voltooid, waarmee wordt voldaan aan de vraag naar snelle voorbereiding van monsters met meerdere specificaties in het laboratorium.
2.2 Analyse van technische voordelen
Vergeleken met traditionele apparatuur voor de verwerking van batterijschijven bieden precisieponsmachines aanzienlijke technische voordelen. Wat betreft de verwerkingscapaciteit met hoge precisie zijn de randen van de cirkelvormige schijven die door de apparatuur worden geponst vrij van bramen en deuken, en wordt de maattolerantie binnen een klein bereik gehouden. Bij batterijelektroden is de kans groot dat bramen aan de randen de separator doorboren en kortsluiting veroorzaken, en een te grote maattolerantie beïnvloedt het bevochtigingseffect van de elektrolyt. De verwerkingscapaciteit met hoge precisie van deze apparatuur kan deze risico's effectief vermijden.
Qua materiaalcompatibiliteit kan de apparatuur worden aangepast aan dunne metaalfolies en separatoren van verschillende diktes. Verschillende batterijsystemen hebben aanzienlijke verschillen in de vereisten voor materiaaldikte, en het brede aanpassingsbereik van deze apparatuur voor dikte kan voldoen aan de verwerkingsbehoeften van gangbare batterijsystemen.
De apparatuur is klein en licht van gewicht, behoort tot de "-miniaturisatielaboratoriumapparatuur, en kan in een handschoenenkastje worden geplaatst voor bediening via een overgangskamer met een specifieke diameter. Bij onderzoek en ontwikkeling van batterijen moeten sommige gevoelige materialen in een inerte gasatmosfeer worden verwerkt. De aanpasbaarheid van de apparatuur in het handschoenenkastje maakt "in-situ verwerking van gevoelige materialen mogelijk, waardoor de chemische stabiliteit van de monsters wordt gewaarborgd.
Bovendien maakt de apparatuur gebruik van een handmatige bedieningsmodus ("), zonder dat er een externe voeding of perslucht nodig is, en is het bedieningsproces eenvoudig. Zelfs onderzoekers zonder professionele ervaring met het bedienen van apparatuur kunnen de apparatuur na een korte training snel onder de knie krijgen. De compacte constructie kan direct in krappe ruimtes worden geplaatst, zoals zuurkasten in laboratoria en bedieningsplatforms in dashboardkastjes, zonder extra ruimte in beslag te nemen.
3.Toepassingsscenario's van precisieponsen in batterijonderzoek en -ontwikkeling
3.1 Gestandaardiseerde bereiding van knoopcellen
De structuur van een knoopcelbatterij bestaat uit "negatieve elektrodebehuizing - negatieve elektrode - separator - positieve elektrode - vulplaatje - positieve elektrodebehuizing". Verschillende modellen knoopcelbatterijen stellen duidelijke eisen aan de afmetingen van de elektroden en separatoren. De cirkelvormige elektrodeschijven die door de precisiepons worden bewerkt, kunnen een redelijke montageopening vormen tussen de positieve en negatieve elektrodebehuizingen van verschillende modellen knoopcelbatterijen. Dit voorkomt niet alleen direct contact tussen de elektrode en de behuizing, maar zorgt er ook voor dat de elektrolyt het elektrodemateriaal volledig kan bevochtigen. Tegelijkertijd kunnen de cirkelvormige elektrodeschijven die door de precisiepons worden bewerkt de positieve en negatieve elektroden volledig bedekken, waardoor de elektronische geleiding tussen de positieve en negatieve elektroden effectief wordt geblokkeerd en kortsluiting in de batterij wordt voorkomen.
3.2 Evaluatie van de prestaties van batterijmateriaal
Bij onderzoek en ontwikkeling van batterijmaterialen moeten de elektrochemische prestatietests van materialen gebaseerd zijn op "-elektroden met consistente afmetingen. Anders is het moeilijk te bepalen of het prestatieverschil wordt veroorzaakt door het materiaal zelf of door verwerkingsfouten. De zeer nauwkeurige verwerkingscapaciteit van de precisieponsmachine maakt een nauwkeurige controle van de actieve materiaalbelasting mogelijk. De actieve materiaalbelasting van de elektrode is gerelateerd aan het elektrodeoppervlak. De ronde elektrodeschijven die door de apparatuur worden verwerkt, hebben een kleine maatafwijking, wat overeenkomt met een kleine oppervlakteafwijking, en de fout in de belastingsberekening kan binnen een laag bereik worden gecontroleerd, wat veel lager is dan bij de traditionele snijmethode, waardoor de nauwkeurigheid van de materiaalspecifieke capaciteitsberekening wordt gegarandeerd.
In de vergelijkende studie naar de prestaties van separators moeten de prestaties van de separator, zoals luchtdoorlatendheid en mechanische sterkte, indirect worden geëvalueerd door middel van knoopceltests. De dimensionale consistentie van de separator heeft direct invloed op de herhaalbaarheid van de testresultaten. De ronde schijven van de separator, bewerkt door de precisiepons, zorgen ervoor dat het oppervlak en de randtoestand van de separator consistent zijn in elke test, wat de vergelijkbaarheid van experimentele gegevens verbetert.
4. Voorzorgsmaatregelen voor het gebruik van apparatuur en onderhoudsvoorstellen
4.1 Voorzorgsmaatregelen voor gebruik
Bij gebruik van de apparatuur moet de materiaaldikte strikt worden gecontroleerd en moet het door de apparatuur gespecificeerde ponsdiktebereik worden aangehouden. Bij metaalfolies die de bovengrens voor de dikte overschrijden, kan geforceerd ponsen leiden tot vervorming van de pons en schade aan de matrijs; bij te dunne scheidingsvellen moet een dunne laag papier onder het materiaal worden geplaatst om te voorkomen dat de scheidingsvellen na het ponsen aan de pons blijven plakken.
Bij gebruik van apparatuur in het dashboardkastje moet deze langzaam via de overgangskamer in het dashboardkastje worden geplaatst om te voorkomen dat de glijrails afbuigen als gevolg van een botsing van de apparatuur met de binnenwand van het dashboardkastje. Tegelijkertijd kan de inerte gasatmosfeer in het dashboardkastje de smering van de glijrails van de apparatuur verminderen. Breng regelmatig een kleine hoeveelheid vacuümvet aan op de glijrails om ze soepel te houden.
Na elk gebruik moet het oppervlak van de matrijs worden afgenomen met een stofvrije doek gedrenkt in ethanol om resten van elektrodematerialen of separatorresten te verwijderen. Dit voorkomt dat de ponsnauwkeurigheid afneemt door ophoping van resten. Wanneer de matrijs gedurende langere tijd niet wordt gebruikt, moet deze in een droge doos worden bewaard om roestvorming of verontreiniging door stof te voorkomen.
4.2 Onderhoudsvoorstellen
Het wordt aanbevolen om de nauwkeurigheid van de apparatuur elke zes maanden te kalibreren. Standaard eindmaten worden gebruikt om de werkelijke ponsmaat van de matrijs te meten. Als de maatafwijking het gespecificeerde bereik overschrijdt, moet de positioneringspen tussen de pons en de matrijs worden aangepast of moet contact worden opgenomen met de fabrikant voor professionele kalibratie.
Het oppervlak van de glijrails moet maandelijks worden schoongemaakt om stof en vuil te verwijderen. Ook moet er een kleine hoeveelheid speciale glijrail-smeerolie worden aangebracht om slijtage door uitdroging van de glijrails te voorkomen. Als blijkt dat de glijrails vastzitten, moet het gebruik onmiddellijk worden gestopt en moet worden gecontroleerd of er vreemd materiaal vastzit of de glijrails vervormd zijn.
De pons en de matrijs van de apparatuur zijn slijtageonderdelen. Na langdurig gebruik kan de snijkant slijten, wat leidt tot bramen aan de rand van de geponste cirkelschijf. Het is raadzaam om de pons en de matrijs regelmatig te vervangen, afhankelijk van het aantal ponsbeurten, om de verwerkingsnauwkeurigheid te garanderen.
