1. Pil sektöründe toz pres makinesi nedir?
Otoz pres makinesiYeni enerji pillerinin araştırma ve üretim sürecinde vazgeçilmez bir çekirdek şekillendirme ekipmanıdır. Temel işlevi, pozitif elektrotun (örneğin lityum kobalt oksit, lityum demir fosfat vb.) veya negatif elektrotun (örneğin doğal grafit, yapay grafit, silikon-karbon kompozit malzemeler vb.) kuru tozunu, şekil olarak düzgün, yoğunluk olarak homojen ve yapı olarak yoğun elektrot peletlerine (elektrot levhasının prototipi) preslemektir. Çalışma prensibinden yola çıkarak, esasen, ön presleme - ana presleme - tutma basıncı şeklinde kademeli bir basınç hareketiyle toz parçacıklarının yer değiştirmesini, deformasyonunu ve yakın birleşimini gerçekleştiren ve mikro yapının hassas bir şekilde yeniden yapılandırılmasını tamamlayan hassas bir mekanik cihazdır. Çalışma doğruluğu, elektrotun temel performansını doğrudan belirler.
Bu cihazlar, uygulama senaryolarına göre iki ana kategoriye ayrılabilir: laboratuvar araştırma tipi ve endüstriyel üretim tipi. Laboratuvar araştırma tipi pres makineleri çoğunlukla küçük masa benzeri yapılardır, küçük boyutlu ve esnek çalışma özelliğine sahiptirler. Temel avantajı yüksek hassasiyetli kontrolde yatmaktadır; esas olarak yeni elektrot malzemelerinin sıkıştırma performansı testinde, formül optimizasyonunda ve küçük parti numune hazırlamada kullanılır ve bilimsel araştırma kurumları ve işletme Ar-Ge departmanları için yeni malzemeleri ve yeni süreçleri keşfetmek için önemli bir araçtır; endüstriyel üretim tipi sıkıştırma makineleri ise besleme, presleme, alma ve algılama fonksiyonlarını entegre eden, yüksek üretim kapasitesine ve yüksek kararlılığa sahip, pil güç kaynakları, enerji depolama pilleri vb. üretim ihtiyaçlarını karşılayabilen ve pil fabrikası üretim hatlarının temel bileşenleri olan büyük ölçekli otomatik ekipmanlardır. Ayrıca, basınç uygulama yöntemine göre mekanik sıkıştırma makineleri ve hidrolik sıkıştırma makineleri olarak ayrılabilirler. Bunlar arasında, hidrolik tip, daha kararlı basınç çıkışı ve daha geniş ayar aralığı nedeniyle yüksek hassasiyetli senaryolarda daha yaygın olarak kullanılmaktadır.
2. Temel İşlev ve Etki
Pil performansının temel göstergelerini doğrudan optimize edin:Kompakt yoğunluk, elektrotun temel performans parametrelerinden biridir ve elektrotun temel işlevidir.toz sıkıştırma makinesiBuradaki amaç, bu göstergeyi hassas bir şekilde kontrol etmektir. Makul bir basınç uygulayarak, elektrotun iç gözenekliliği azaltılabilir, aktif malzemenin paketleme yoğunluğu ve temas alanı artırılabilir, böylece çoklu performans iyileştirmeleri sağlanabilir: Bir yandan, pilin enerji yoğunluğunu önemli ölçüde artırabilir. Örneğin, üçlü pozitif elektrot malzemeleri için, sıkıştırma yoğunluğundaki her 0,2 g/cm³'lük artış, pil ünitesinin enerji yoğunluğunda 8-10 Wh/kg'lık bir artışa yol açarak pil menzilinin iyileştirilmesine doğrudan katkıda bulunur; diğer yandan, elektrotun iç direncini azaltabilir, elektron ve iyonların iletkenlik verimliliğini optimize edebilir, pilin şarj ve deşarjını daha hızlı, daha az enerji kaybıyla gerçekleştirebilir ve şarj ve deşarj döngülerinin kararlılığını artırabilir.
Elektrodun yapısal bütünlüğünün ve güvenliğinin sağlanması:Sıkıştırılmamış toz malzemeler gevşek ve kırılgandır, pil montajı ve kullanımı için gerekli mekanik dayanım şartlarını karşılayamazlar. Toz pres makinesi üç aşamalı bir şekillendirme işlemi kullanır. İlk olarak, toz içindeki havayı ve fazla boşlukları gidermek için ön presleme yapılır, böylece kalıplama sonrasında gözenek ve katman ayrılması gibi kusurlar önlenir; daha sonra, parçacıkların birbirine sıkıca yapışmasını sağlamak için ana basınç uygulanır; son olarak, tutma basıncı işlemiyle basınç, kalıplanmış parçanın tüm kısımlarına eşit olarak iletilir, elektrot yapısının yoğun, kalınlığının homojen ve yeterli mekanik dayanıma sahip olması sağlanır. Bu sayede pil montajı, şarj ve deşarj döngüleri sırasında gerilme etkilerine etkili bir şekilde direnç gösterilir, elektrot çatlaması ve toz dökülmesi riski azaltılır, böylece pilin ömrü uzar ve kısa devre gibi güvenlik tehlikeleri azalır.
Hem Ar-Ge hem de seri üretim senaryoları için uygun olup, sektörün tüm gelişim döngüsünü destekler:Ar-Ge senaryosunda, küçük tablet presi, farklı işlem parametreleriyle numuneleri hızlı bir şekilde hazırlayarak, Ar-Ge personelinin yeni malzemelerin sıkıştırma özelliklerini, kalıplama etkilerini ve elektrokimyasal özelliklerini verimli bir şekilde test etmesine yardımcı olur ve yeni malzemelerin ve yeni süreçlerin Ar-Ge döngüsünü önemli ölçüde kısaltır. Bu yöntemle hazırlanan numunelerin performansı, geleneksel manuel kalıplama yöntemine kıyasla %10'dan fazla iyileştirilmiştir ve teknolojik atılımlar için güçlü bir destek sağlar; seri üretim senaryosunda ise, tam otomatik tablet presi, ön uç karıştırma ekipmanı ve arka uç elektrot kesme ekipmanıyla bağlantı kurarak, elektrotların sürekli ve standartlaştırılmış üretimini gerçekleştirir. Bu, büyük ölçekli üretimde ürün kalitesinin tutarlılığını sağlamakla kalmaz, aynı zamanda üretim verimliliğini önemli ölçüde artırır ve birim üretim maliyetlerini düşürür; bu da pil endüstrisinin büyük ölçekte genişlemesinin temel garantisidir.
3. Seçim Kriterleri (Temel Gereksinimlere Göre Öncelik Sırasına Göre)
Kullanım senaryoları ve üretim kapasitesi gereksinimlerinin doğru eşleştirilmesi:Bu, tablet presi seçimi için temel ön koşuldur. Laboratuvar araştırmaları veya küçük ölçekli pilot üretim için kullanılacaksa, küçük boyutlu yüksek hassasiyetli bir cihaz tercih edilmelidir.N tablet presi Öncelikli olarak seçilmelidir. Odaklanılması gereken temel parametreler arasında kuvvet ölçüm doğruluğu (en az 0,5 derece gerektirir), yer değiştirme çözünürlüğü (mikrometre seviyesi, 0,04 μm ve altı tercih edilir) ve basınç ayarı yer almaktadır.Test aralığı (laboratuvarlarda yaygın olarak kullanılan 5-50 kN aralığına uygun) olmalı ve birden fazla yükleme modunu (sabit basınç, sabit yer değiştirme ve kademeli basınç gibi) desteklemeli, ayrıca test verilerinin otomatik olarak kaydedilmesini ve izlenebilirliğini sağlamalı, böylece araştırmacıların farklı proses parametrelerinin etkisini karşılaştırmasına ve analiz etmesine olanak tanımalıdır; endüstriyel seri üretimde kullanılacaksa, büyük boyutlu otomatik tablet presine öncelik verilmelidir. Temel göstergeler arasında üretim kapasitesi (üretim hattının genel ritmine uygun), sürekli çalışma kararlılığı (arızasız çalışma süresi ne kadar uzun olursa o kadar iyi), kalıp değiştirme verimliliği (30 dakika tercih edilir, üretim hattı arıza süresini azaltır) yer almalı ve ayrıca diğer üretim ekipmanlarıyla bağlantı arayüzüne sahip olmalı ve otomatik bir üretim hattının entegrasyonunu desteklemelidir.
Temel teknik parametreler ve malzeme özelliklerinin uyumluluğu:Elektrot malzemesinin özellikleri (sertlik, partikül boyutu, akışkanlık, yapışkanlık vb.) tablet presinin parametre gereksinimlerini doğrudan belirler. Ekipmanın temel parametrelerinin malzeme özellikleriyle uyumlu olması gereklidir. Birincisi, basınç aralığı: Pil elektrotlarının preslenmesi için gereken basınç genellikle 5 ile 300 kN arasındadır. Daha yüksek sertliğe sahip malzemeler (bazı pozitif elektrot üçlü malzemeleri gibi) daha yüksek basınç limitine sahip ekipman gerektirir; ikincisi, basınç tutma süresi: Yetersiz basınç nedeniyle gevşek yapıya veya aşırı basınç nedeniyle üretim verimliliğinin etkilenmesine yol açmaması için, malzemenin akışkanlığına göre ayarlanabilen 0,1 ila 0,5 saniye aralığında olması gerekir; ayrıca, preslenen parçanın boyut doğruluğu (kalınlık toleransı, düzlük) ve kalıbın uyumluluğu (farklı boyut ve şekillerdeki elektrotları destekleme) da üretim veya test gereksinimlerine göre doğrulanmalıdır, böylece hedeflenen sıkıştırılmış yoğunluk ve ürün özelliklerinin hassas bir şekilde elde edilebilmesi sağlanır.
Güvenlik koruması ve akıllı kontrol yetenekleri:Tablet presinin çalışması sırasında yüksek basınçlı mekanik etkiler meydana gelir. Güvenlik koruması önemli bir husustur. Sert çelik levhadan yapılmış koruyucu çerçeve (ekipman arızası nedeniyle parçaların fırlamasını önlemek için) ve şeffaf organik camdan yapılmış gözlem penceresi (çalışma durumunun gerçek zamanlı olarak gözlemlenmesini kolaylaştırmak ve aynı zamanda koruma sağlamak için) gibi çift güvenlik koruma cihazıyla donatılmış ekipman seçilmesi tavsiye edilir. Ayrıca, aşırı basınç durumunda otomatik basınç tahliyesi ve acil durum kapatma gibi güvenlik fonksiyonlarına sahip olmalıdır. Sistem basıncı ayarlanan eşiği aştığında veya anormal durumlar meydana geldiğinde, güvenlik risklerini azaltmak için güç kaynağı hızlı bir şekilde kesilebilir.
Sektör gelişiminin ve uzun vadeli uyumluluğun gereksinimlerini karşılamak:Yeni enerji bataryalarının teknolojisi hızla gelişiyor. Tablet presi seçerken hem mevcut ihtiyaçları hem de gelecekteki yükseltme potansiyelini göz önünde bulundurmak gerekir. Bir yandan, terminal seviyesindeki uygulama senaryolarını (örneğin, batarya güç kaynaklarında yüksek enerji yoğunluğu gereksinimi ve enerji depolama bataryalarında uzun çevrim ömrü gereksinimi) birleştirmek, farklı toz formülasyonlarıyla (örneğin, silikon-karbon negatif elektrotlar, yüksek nikel üçlü pozitif elektrotlar ve diğer yeni malzemeler) uyumlu ekipman seçmek ve malzeme veya işlem yükseltmeleri nedeniyle ekipmanın uyumsuz hale gelmesini önlemek için işlem parametrelerini esnek bir şekilde ayarlayabilen ekipman seçmek gereklidir. Öte yandan, sektördeki ana akım teknik standartlara ve gelişim trendlerine başvurmak, doğruluk, kararlılık ve otomasyon seviyesi açısından yükseltme potansiyeline sahip ekipman seçmek gereklidir.
