Что такое разрезание электродов литий-ионного аккумулятора?
Методы резки электродов
При механической обработке продольная резка называется стрижкой, и в зависимости от формы режущих инструментов ее можно разделить на такие методы резки, как косая-ножовка, резка плоским-лезвием, ротационная резка (или резка валками) и дисковая резка.
При стрижке косыми-лезвиями угол между верхним и нижним лезвиями фиксированный, а угол наклона обычно составляет 1–6 градусов. Обычно верхнее лезвие наклонено, как показано на рисунке 7-2(a). Поскольку верхнее и нижнее лезвия не параллельны, в направлении резки действует сила, которая легко вызывает деформацию кромки реза. Однако площадь резки невелика, а сила сдвига и энергопотребление меньше, чем при резке плоским-лезвием, поэтому она используется для резки толстых листов в больших и средних ножницах и обычно не используется для продольной резки электродами.
Стрижка плоским-лезвием имеет ту же структуру, что и стрижка косым-лезвием, за исключением того, что верхняя и нижняя кромки лезвия параллельны, как показано на рисунке 7-2(b). Он обеспечивает резку без искажений и имеет хорошее качество резки, но сила сдвига велика, и он в основном используется в небольших ножницах и для вырубки тонких пластин и пленок [1-2], а также для поперечной резки электродами.
Ротационная резка также называется дуговой-краевой валковой резкой, при которой используются инструменты с дуговой-кромкой. Инструменты завершают процесс резки, вращаясь и вращаясь вокруг двух фиксированных осей, как показано на рисунке 7-2(c). В основном он используется для реализации -поперечной-резки фиксированной длины, поперечной резки по головке и хвосту, а также для продольной продольной резки. Как правило, при резке средних и толстых листов он отличается высоким качеством, низким энергопотреблением, длительным сроком службы и высокой производительностью[3].
Дисковая резка осуществляется за счет непрерывного вращения двух режущих дисков в форме диска-, одного сверху, а другого снизу, как показано на Рисунке 7-3. Во время резки размотанный электродный лист попадает в отверстие дискового резака и после резки разделяется на несколько полос [1]. Дисковые ножницы широко используются для продольной резки тонких пластин, тонких пленок и металлической фольги.
При производстве литий-ионных аккумуляторов для продольной резки (прорезки) листов электродов обычно используется дисковая резка, а для поперечной-резки – плоская-ножовка. Автоматизированные производственные линии обычно сначала выполняют продольную резку, а затем поперечную-резку. Обычно к резке листов электродов литий-ионных аккумуляторов предъявляются следующие требования:
① Высокая точность размеров электродного листа;
② Края электродного листа плоские, без заусенцев, с небольшим количеством дефектов, слой покрытия электрода не поврежден;
③ Высокая урожайность и высокая эффективность производства.
Процесс резки электродного листа
Для пластиковых материалов процесс резки можно разделить на три этапа[5-6]:
① Лезвие начинает вдавливаться в пластину, а материал пластины между разрезами подвергается пластической деформации и течет до тех пор, пока величина пластической деформации не достигнет предела пластической деформации. Это называется первой стадией. На этом этапе материал пластины срезается, образуя гладкую поверхность сдвига, см. Рисунок 7-4 (а).
② Лезвие продолжает давить на пластину, при этом трещины зарождаются, распространяются и проникают в материал пластины между разрезами. Пластинчатый материал между разрезами подвергается разрыву под действием растягивающего напряжения до тех пор, пока верхнее и нижнее лезвия не окажутся в одной горизонтальной плоскости. Это называется второй стадией. На этом этапе материал пластины разрывается, образуя тусклую поверхность излома, см. рисунки 7-4(b) и (c);
③ Лезвие продолжает давить вниз. За счет пластического течения пластинчатый материал между разрезами выдавливается в небольшой зазор, где лезвия перекрываются. По мере того, как перекрытие резов лезвием увеличивается, пластинчатый материал в зазоре рвется и отрывается, образуя заусенцы на краях (см. Рисунок 7-4 (d) до тех пор, пока инструменты не разделятся. Это называется стадией образования заусенцев. В процессе разделения инструмента инструменты будут оказывать сглаживающее или экструдирующее воздействие на материал пластины, вызывая изменение морфологии затупленной поверхности излома и заусенцев, но изменения небольшие.
Сечение сдвига- после резки показано на рисунке 7-5 и состоит из трех частей: гладкой поверхности сдвига, тупой поверхности излома и краевого заусенца[5-6]. Тупую поверхность излома еще называют хрупкой поверхностью излома. Его ширина связана с пластичностью материала. У материалов с более высокой пластичностью тупая поверхность излома меньше, гладкая поверхность сдвига больше, а создаваемая текучесть металла выше, что делает его более склонным к образованию заусенцев. И наоборот, для хрупких материалов не существует гладкой поверхности сдвига.
