No processo de produção de baterias de íons de lítio, o processo de revestimento, como um elo fundamental, afeta diretamente o desempenho e a segurança das baterias. A estabilidade da plataforma de controle de movimento da máquina de revestimento de baterias de lítio desempenha um papel decisivo na precisão do revestimento. Granito e ferro fundido, como materiais de plataforma comumente utilizados, têm atraído muita atenção devido à diferença em sua estabilidade dimensional. Este artigo analisará profundamente a melhoria significativa na estabilidade dimensional do granito em comparação ao ferro fundido na plataforma de controle de movimento das máquinas de revestimento de baterias de lítio, por meio de propriedades do material, dados experimentais e casos de aplicação prática.
As propriedades dos materiais determinam a base da estabilidade
O ferro fundido, como material industrial tradicional, já foi amplamente utilizado na área de plataformas de controle de movimento devido ao seu excelente desempenho de fundição e vantagens de custo. No entanto, os materiais de ferro fundido apresentam defeitos inerentes. Sua estrutura interna contém uma grande quantidade de grafite em flocos, o que equivale a rachaduras internas e reduzirá a rigidez geral do material. Enquanto isso, o coeficiente de expansão térmica do ferro fundido é relativamente alto, aproximadamente 10-12 ×10⁻⁶/℃. Sob o acúmulo de calor gerado pela operação de longo prazo do revestimento da bateria de lítio, ele está sujeito à deformação térmica. Além disso, há tensão de fundição dentro do ferro fundido. Com o tempo, a liberação de tensão causará mudanças irreversíveis no tamanho da plataforma, afetando a precisão do revestimento.
O granito é um material natural formado por processos geológicos ao longo de centenas de milhões de anos. Sua estrutura cristalina interna é densa e uniforme, e possui alta estabilidade inerente. O coeficiente de expansão linear do granito é de apenas 0,5-8×10⁻⁶/°C, o que representa 1/2-1/3 do ferro fundido, e é extremamente insensível a mudanças de temperatura. Por outro lado, o granito possui textura dura, com resistência à compressão de até 1.050-14.000 quilogramas por centímetro quadrado. Ele resiste eficazmente a impactos e vibrações de forças externas, fornecendo uma base sólida e estável para a plataforma de controle de movimento. Quase não há tensão residual em seu interior e não causará alterações dimensionais devido à liberação de tensão, garantindo a estabilidade dimensional da plataforma a partir da essência do material.
Dados experimentais comprovam as diferenças de desempenho
Para comparar visualmente as diferenças na estabilidade dimensional entre granito e ferro fundido, a equipe de pesquisa realizou um experimento especial. Duas plataformas de controle de movimento da máquina de revestimento de baterias de lítio, com as mesmas especificações, foram selecionadas, feitas de granito e ferro fundido, respectivamente, e testadas sob as mesmas condições ambientais. O experimento simulou o cenário real de operação da máquina de revestimento de baterias de lítio. A operação contínua do equipamento permitiu monitorar as mudanças de tamanho da plataforma em diferentes momentos.
Os resultados experimentais mostram que, após 24 horas de operação contínua, devido ao calor gerado pela operação do equipamento, a temperatura da superfície da plataforma de ferro fundido aumentou em aproximadamente 15°C, resultando em um aumento de 0,03 mm na dimensão longitudinal da plataforma. Sob as mesmas condições, a variação de tamanho da plataforma de granito é quase insignificante, e sua faixa de flutuação de tamanho é inferior a 0,005 mm. Após 1000 horas de testes de envelhecimento de longo prazo, devido à liberação de tensões internas e ao acúmulo de deformação térmica, o erro de planicidade da plataforma de ferro fundido aumentou de 0,01 mm para 0,05 mm. O erro de planicidade da plataforma de granito é sempre mantido dentro de 0,015 mm, e a vantagem da estabilidade dimensional é óbvia.
Conquistas notáveis em aplicações práticas
Na produção de uma grande empresa de fabricação de baterias de lítio, plataformas de controle de movimento em ferro fundido eram utilizadas. À medida que o tempo de operação do equipamento aumentava, a precisão do revestimento diminuía gradualmente, resultando em espessura irregular do revestimento, baixa consistência das folhas de eletrodos da bateria e uma taxa de produtos defeituosos de até 8%. Para solucionar esse problema, a empresa substituiu as plataformas de controle de movimento de alguns equipamentos por materiais de granito.
Após a substituição, a estabilidade dimensional do equipamento foi significativamente melhorada. Durante um ciclo de produção de seis meses, a máquina de revestimento com plataforma de granito manteve o erro de espessura do revestimento dentro de ±2 μm, e a taxa de produtos defeituosos foi significativamente reduzida para menos de 3%. Além disso, como as plataformas de granito não exigem calibração e manutenção de precisão tão frequentes quanto as plataformas de ferro fundido, elas economizam significativamente os custos de manutenção de equipamentos e o tempo de inatividade das empresas todos os anos, além de aumentar a eficiência da produção em mais de 15%.
Em conclusão, na aplicação da plataforma de controle de movimento em máquinas de revestimento de baterias de lítio, o granito, com suas excelentes propriedades materiais, supera significativamente o ferro fundido em termos de estabilidade dimensional. Seja do ponto de vista da natureza do material, de dados experimentais ou de efeitos de aplicação prática, o granito oferece uma garantia confiável para a produção de alta precisão e estabilidade em processos de revestimento de baterias de lítio. Com a melhoria contínua dos requisitos de qualidade dos produtos na indústria de baterias de lítio, as plataformas de controle de movimento feitas de granito estão fadadas a se tornar a principal escolha no setor.
Data de publicação: 22 de maio de 2025