1. Какво представлява машината за пресоване на прах в областта на батериите?
Theмашина за пресоване на прахе незаменимо оборудване за формиране на сърцевина в процеса на изследване и производство на нови енергийни батерии. Основната му функция е да пресова сухия прах на положителния електрод (като литиево-кобалтов оксид, литиево-железен фосфат и др.) или отрицателния електрод (като естествен графит, изкуствен графит, силициево-въглеродни композитни материали и др.) в електродни пелети с правилна форма, равномерна плътност и плътна структура (прототип на електроден лист). От принципа на работа, това е по същество прецизно механично устройство, което осъществява изместване, деформация и плътно комбиниране на праховите частици чрез стъпково действие на налягане от предварително пресоване - основно пресоване - задържане на налягането, завършвайки прецизната реконструкция на микроструктурата. Неговата оперативна точност определя директно основните характеристики на електрода.
Тези устройства могат да бъдат ясно класифицирани в две основни категории въз основа на сценариите на приложение: лабораторни изследвания и промишлено производство. Лабораторните изследователски преси са предимно малки, подобни на маса конструкции, с малки размери и гъвкава работа. Основното предимство се състои във високо прецизното управление, използвано главно за изпитване на компресионни характеристики на нови електродни материали, оптимизиране на формули и подготовка на малки партиди проби, и е ключов инструмент за научноизследователските институции и отделите за научноизследователска и развойна дейност на предприятията за изследване на нови материали и нови процеси; машините за уплътняване от промишлен производствен тип са мащабно автоматизирано оборудване, интегриращо функции за подаване, пресоване, вземане и откриване, с висок производствен капацитет и висока стабилност, способно да отговори на производствените нужди на батерийни захранвания, акумулатори за съхранение на енергия и др., и е основният компонент на производствените линии на фабрики за батерии. Освен това, според метода на прилагане на налягане, те могат да бъдат разделени на механични машини за уплътняване и хидравлични машини за уплътняване. Сред тях хидравличният тип е по-широко използван във високо прецизни сценарии поради по-стабилното си изходно налягане и по-широкия диапазон на регулиране.
2. Основна функция и ефект
Директно оптимизирайте основните показатели за производителност на батерията:Компактната плътност е ключов параметър на производителността на електрода и основната му функция...машина за уплътняване на прахе прецизно да се контролира този индикатор. Чрез прилагане на разумно налягане може да се намали вътрешната порьозност на електрода, да се увеличи плътността на опаковане и контактната площ на активния материал, като по този начин се постигнат множество подобрения в производителността: От една страна, това може значително да увеличи енергийната плътност на батерията. Например, за тройни положителни електродни материали, всяко увеличение на компактната плътност с 0,2 g/см³ може да доведе до съответно увеличение с 8-10 Какво/кг в енергийната плътност на батерията, което пряко допринася за подобряване на пробега на батерията; от друга страна, това може да намали вътрешното съпротивление на електрода, да оптимизира ефективността на проводимостта на електроните и йоните, което прави зареждането и разреждането на батерията по-бързо, с по-малка загуба на енергия и подобрява стабилността на циклите на зареждане и разреждане.
Осигуряване на структурната цялост и безопасност на електрода:Непресованите прахообразни материали са рохкави и крехки, неспособни да отговорят на изискванията за механична якост при сглобяване и употреба на батерии. Машината за пресоване на прах използва триетапен процес на формоване. Първо, тя преминава през предварително пресоване, за да се отстрани въздухът и излишните празнини в праха, като се избегнат дефекти като пори и разслояване след формоване; след това се прилага основно налягане, за да се прилепят частиците плътно една към друга; накрая, чрез процеса на задържане на налягането, налягането се предава равномерно към всички части на формованата част, осигурявайки плътна структура на електрода, равномерна дебелина и достатъчна механична якост, която може ефективно да устои на напреженията по време на сглобяване на батерията, цикли на зареждане и разреждане, намалявайки риска от напукване на електрода и отделяне на прах, като по този начин удължава живота на батерията и намалява опасностите за безопасността, като например късо съединение.
Подходящ както за научноизследователска и развойна дейност, така и за масово производство, подпомагайки развитието на индустрията с пълен цикъл:В сценария за научноизследователска и развойна дейност, малката таблетираща преса може бързо да подготви проби с различни параметри на процеса, помагайки на персонала в областта на научноизследователската и развойна дейност ефективно да тества характеристиките на компресия, ефектите на формоване и електрохимичните свойства на новите материали, като значително съкращава цикъла на научноизследователска и развойна дейност на нови материали и нови процеси. Производителността на приготвените с нея проби се подобрява с повече от 10% в сравнение с традиционния метод на ръчно формоване, осигурявайки силна подкрепа за технологични пробиви; В сценария за масово производство, напълно автоматичната таблетираща преса, чрез свързването с предно смесително оборудване и задно оборудване за рязане на електроди, реализира непрекъснато и стандартизирано производство на електроди. Тя не само осигурява постоянство на качеството на продукта при мащабно производство, но също така значително подобрява ефективността на производството и намалява разходите за единица продукция, което е основната гаранция за разширяването на индустрията за батерии в голям мащаб.
3. Критерии за избор (сортирани по приоритет въз основа на основните изисквания)
Точно съпоставяне на сценариите на употреба и изискванията за производствен капацитет:Това е основното условие за избор на таблетираща преса. Ако се използва за лабораторни изследвания или пилотно производство в малък мащаб, е необходима малка, високопрецизна преса.н таблетна преса трябва да бъде избрано като приоритет. Основните параметри, върху които трябва да се съсредоточим, включват точност на измерване на сила (изискваща поне 0,5 градуса), разделителна способност на изместване (микрометрично ниво, за предпочитане 0,04 μm и по-малко), регулиране на наляганетодиапазон на натоварване (подходящ за често използвания диапазон от 5-50 кН в лабораториите) и трябва да поддържа множество режими на натоварване (като постоянно налягане, постоянно изместване и градиентно налягане), както и автоматично записване и проследяване на тестовите данни, което улеснява изследователите да сравняват и анализират въздействието на различните параметри на процеса; ако се използва за масово промишлено производство, трябва да се даде приоритет на автоматизирана таблетираща преса с голям размер. Основните показатели включват производствен капацитет (съответстващ на общия ритъм на производствената линия), стабилност на непрекъснатата работа (колкото по-дълго е времето за безпроблемна работа, толкова по-добре), ефективност на смяна на матриците (за предпочитане 30 минути, което намалява времето на престой на производствената линия), а също така трябва да има интерфейс за свързване с друго производствено оборудване и да поддържа интеграцията на автоматизирана производствена линия.
Основни технически параметри и съвместимост на характеристиките на материалите:Свойствата на материала на електрода (като твърдост, размер на частиците, течливост, адхезия и др.) директно определят изискванията към параметрите на таблетиращата преса. Необходимо е да се гарантира, че основните параметри на оборудването съответстват на характеристиките на материала. Първо, диапазонът на налягане: Изискванията за налягане за пресоване на батерийни електроди обикновено са между 5 и 300 кН. Материалите с по-висока твърдост (като някои тройни материали с положителни електроди) изискват оборудване с по-висока граница на налягане; второ, времето на задържане на налягането: То трябва да бъде в регулируем диапазон от 0,1 до 0,5 секунди, регулирано според течливостта на материала, за да се избегне недостатъчно налягане на задържане, водещо до рохкава структура или прекомерно време на задържане, което влияе върху ефективността на производството; освен това, точността на размера на пресованата част (толеранс на дебелина, плоскост) и съвместимостта на матрицата (поддържащи електроди с различни размери и форми) също трябва да бъдат потвърдени съгласно производствените или тестовите изисквания, за да се гарантира, че целевата плътност на компактиране и спецификациите на продукта могат да бъдат точно постигнати.
Защита на безопасността и възможности за интелигентно управление:По време на работа на таблетпресата има механични въздействия под високо налягане. Безопасността е важен фактор. Препоръчително е да се избере оборудване, оборудвано с двойни защитни устройства, включително твърда защитна рамка от стоманена плоча (за предотвратяване на излитане на части поради повреда на оборудването) и прозрачен прозорец за наблюдение от органично стъкло (за улесняване на наблюдението на работното състояние в реално време и осигуряване на защита), и трябва да има функции за безопасност, като автоматично освобождаване на налягането в случай на свръхналягане и аварийно изключване. Когато налягането в системата надвиши зададения праг или възникнат необичайни условия, захранването може бързо да се изключи, за да се намалят рисковете за безопасността.
Отговаряне на изискванията за развитие на индустрията и дългосрочна съвместимост:Технологията на новите енергийни батерии се развива бързо. При избора на таблетираща преса трябва да се вземат предвид както текущите нужди, така и бъдещият потенциал за подобрение. От една страна, е необходимо да се комбинират сценариите на приложение на терминално ниво (като например търсенето на висока енергийна плътност в батериите за захранване и изискването за дълъг живот на батериите за съхранение на енергия), да се избере оборудване, което е съвместимо с различни формулировки на прах (като силициево-въглеродни отрицателни електроди, тройни положителни електроди с високо съдържание на никел и други нови материали) и да може гъвкаво да регулира параметрите на процеса, за да се избегне ситуация, в която оборудването стане несъвместимо поради подобрения на материалите или процеса. От друга страна, е необходимо да се вземат предвид основните технически стандарти и тенденции в развитието в индустрията, да се избере оборудване, което има потенциал за подобрение по отношение на точност, стабилност и ниво на автоматизация.
