कुछ समय पहले, कैथोड काटने की प्रक्रिया में एक गुणात्मक सफलता मिली थी जिसने उद्योग को इतने लंबे समय तक परेशान किया था।
स्टैकिंग और वाइंडिंग प्रक्रियाएं：
हाल के वर्षों में, चूंकि नई ऊर्जा बाजार गर्म हो गया है, स्थापित क्षमतापावर बैटरियांसाल-दर-साल वृद्धि हुई है, और उनकी डिजाइन अवधारणा और प्रसंस्करण प्रौद्योगिकी में लगातार सुधार हुआ है, जिनमें से विद्युत कोशिकाओं की घुमावदार प्रक्रिया और लैमिनेटिंग प्रक्रिया पर चर्चा कभी नहीं रुकी है। वर्तमान में, बाजार में मुख्य धारा वाइंडिंग प्रक्रिया का अधिक कुशल, कम लागत और अधिक परिपक्व अनुप्रयोग है, लेकिन इस प्रक्रिया में कोशिकाओं के बीच थर्मल अलगाव को नियंत्रित करना मुश्किल है, जिससे कोशिकाओं की स्थानीय ओवरहीटिंग आसानी से हो सकती है और थर्मल रनवे फैलने का खतरा।
इसके विपरीत, लेमिनेशन प्रक्रिया बड़े के फायदे को बेहतर ढंग से निभा सकती हैबैटरी सेल, इसकी सुरक्षा, ऊर्जा घनत्व, प्रक्रिया नियंत्रण वाइंडिंग की तुलना में अधिक फायदेमंद है। इसके अलावा, लेमिनेशन प्रक्रिया सेल उपज को बेहतर ढंग से नियंत्रित कर सकती है, नई ऊर्जा वाहन रेंज के उपयोगकर्ताओं में तेजी से उच्च प्रवृत्ति हो रही है, लेमिनेशन प्रक्रिया उच्च ऊर्जा घनत्व के फायदे अधिक आशाजनक है। वर्तमान में, पावर बैटरी निर्माताओं के प्रमुख लेमिनेटेड शीट प्रक्रिया का अनुसंधान और उत्पादन कर रहे हैं।
नई ऊर्जा वाहनों के संभावित मालिकों के लिए, माइलेज की चिंता निस्संदेह वाहन की उनकी पसंद को प्रभावित करने वाले प्रमुख कारकों में से एक है।खासकर उन शहरों में जहां चार्जिंग सुविधाएं सही नहीं हैं, वहां लंबी दूरी के इलेक्ट्रिक वाहनों की ज्यादा जरूरत है। वर्तमान में, शुद्ध इलेक्ट्रिक नई ऊर्जा वाहनों की आधिकारिक रेंज आम तौर पर 300-500 किमी की घोषणा की जाती है, वास्तविक रेंज को अक्सर जलवायु और सड़क की स्थिति के आधार पर आधिकारिक रेंज से छूट दी जाती है। वास्तविक सीमा को बढ़ाने की क्षमता पावर सेल की ऊर्जा घनत्व से निकटता से संबंधित है, और इसलिए लेमिनेशन प्रक्रिया अधिक प्रतिस्पर्धी है।
हालाँकि, लेमिनेशन प्रक्रिया की जटिलता और कई तकनीकी कठिनाइयों को हल करने की आवश्यकता ने इस प्रक्रिया की लोकप्रियता को कुछ हद तक सीमित कर दिया है। प्रमुख कठिनाइयों में से एक यह है कि डाई-कटिंग और लैमिनेटिंग प्रक्रिया के दौरान उत्पन्न होने वाली गड़गड़ाहट और धूल आसानी से बैटरी में शॉर्ट सर्किट का कारण बन सकती है, जो एक बड़ा सुरक्षा खतरा है। इसके अलावा, कैथोड सामग्री सेल का सबसे महंगा हिस्सा है (LiFePO4 कैथोड सेल की लागत का 40% -50% हिस्सा है, और टर्नरी लिथियम कैथोड इससे भी अधिक लागत के लिए जिम्मेदार है), इसलिए यदि एक कुशल और स्थिर कैथोड प्रसंस्करण विधि नहीं मिल सकी, इससे बैटरी निर्माताओं के लिए बड़ी लागत बर्बादी होगी और लेमिनेशन प्रक्रिया के आगे के विकास को सीमित कर दिया जाएगा।
हार्डवेयर डाई-कटिंग यथास्थिति - उच्च उपभोग्य वस्तुएं और कम छत
वर्तमान में, लैमिनेटिंग प्रक्रिया से पहले डाई-कटिंग प्रक्रिया में, पंच और निचले टूल डाई के बीच बेहद छोटे अंतर का उपयोग करके पोल के टुकड़े को काटने के लिए हार्डवेयर डाई पंचिंग का उपयोग करना बाजार में आम है। इस यांत्रिक प्रक्रिया के विकास का एक लंबा इतिहास है और यह अपने अनुप्रयोग में अपेक्षाकृत परिपक्व है, लेकिन यांत्रिक काटने के कारण उत्पन्न तनाव अक्सर संसाधित सामग्री को कुछ अवांछनीय विशेषताओं, जैसे ढह गए कोनों और गड़गड़ाहट के साथ छोड़ देता है।
गड़गड़ाहट से बचने के लिए, हार्डवेयर डाई पंचिंग को इलेक्ट्रोड की प्रकृति और मोटाई के अनुसार और बैच प्रोसेसिंग शुरू करने से पहले कई दौर के परीक्षण के बाद सबसे उपयुक्त पार्श्व दबाव और टूल ओवरलैप ढूंढना पड़ता है। इसके अलावा, हार्डवेयर डाई पंचिंग के कारण लंबे समय तक काम करने के बाद उपकरण खराब हो सकता है और सामग्री चिपक सकती है, जिससे प्रक्रिया अस्थिरता हो सकती है, जिसके परिणामस्वरूप खराब कट-ऑफ गुणवत्ता हो सकती है, जिससे अंततः बैटरी की पैदावार कम हो सकती है और यहां तक कि सुरक्षा खतरे भी हो सकते हैं। छिपी हुई समस्याओं से बचने के लिए पावर बैटरी निर्माता अक्सर हर 3-5 दिनों में चाकू बदलते हैं। हालाँकि निर्माता द्वारा घोषित उपकरण का जीवन 7-10 दिन हो सकता है, या 10 लाख टुकड़े काटे जा सकते हैं, लेकिन दोषपूर्ण उत्पादों के बैचों (बैचों में स्क्रैप करने की बुरी आवश्यकता) से बचने के लिए बैटरी फैक्ट्री अक्सर चाकू को पहले से बदल देगी, और इससे उपभोग्य सामग्रियों की भारी लागत आएगी।
इसके अलावा, जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, वाहनों की रेंज में सुधार करने के लिए, बैटरी कारखाने बैटरी की ऊर्जा घनत्व में सुधार करने के लिए कड़ी मेहनत कर रहे हैं। उद्योग के सूत्रों के अनुसार, एकल कोशिका की ऊर्जा घनत्व में सुधार करने के लिए, मौजूदा रासायनिक प्रणाली के तहत, एकल कोशिका की ऊर्जा घनत्व में सुधार करने के लिए रासायनिक साधन मूल रूप से छत को छू चुके हैं, केवल संघनन घनत्व और मोटाई के माध्यम से दो का पोल टुकड़ा लेख करने के लिए. संघनन घनत्व और पोल की मोटाई में वृद्धि निस्संदेह उपकरण को अधिक नुकसान पहुंचाएगी, जिसका अर्थ है कि उपकरण को बदलने का समय फिर से कम हो जाएगा।
जैसे-जैसे सेल का आकार बढ़ता है, डाई-कटिंग करने के लिए उपयोग किए जाने वाले उपकरणों को भी बड़ा बनाना पड़ता है, लेकिन बड़े उपकरण निस्संदेह यांत्रिक संचालन की गति को कम कर देंगे और काटने की दक्षता को कम कर देंगे। यह कहा जा सकता है कि दीर्घकालिक स्थिर गुणवत्ता, उच्च ऊर्जा घनत्व प्रवृत्ति और बड़े आकार के पोल काटने की दक्षता के तीन मुख्य कारक हार्डवेयर डाई-कटिंग प्रक्रिया की ऊपरी सीमा निर्धारित करते हैं, और इस पारंपरिक प्रक्रिया को भविष्य में अनुकूलित करना मुश्किल होगा। विकास।
सकारात्मक डाई-कटिंग चुनौतियों पर काबू पाने के लिए पिकोसेकंड लेजर समाधान
लेजर प्रौद्योगिकी के तेजी से विकास ने औद्योगिक प्रसंस्करण में अपनी क्षमता दिखाई है, और विशेष रूप से 3सी उद्योग ने सटीक प्रसंस्करण में लेजर की विश्वसनीयता का पूरी तरह से प्रदर्शन किया है। हालाँकि, पोल कटिंग के लिए नैनोसेकंड लेजर का उपयोग करने के शुरुआती प्रयास किए गए थे, लेकिन नैनोसेकंड लेजर प्रसंस्करण के बाद बड़े गर्मी प्रभावित क्षेत्र और गड़गड़ाहट के कारण इस प्रक्रिया को बड़े पैमाने पर प्रचारित नहीं किया गया था, जो बैटरी निर्माताओं की जरूरतों को पूरा नहीं करता था। हालाँकि, लेखक के शोध के अनुसार, कंपनियों द्वारा एक नया समाधान प्रस्तावित किया गया है और कुछ परिणाम प्राप्त हुए हैं।
तकनीकी सिद्धांत के संदर्भ में, पिकोसेकंड लेजर अपनी अत्यंत संकीर्ण पल्स चौड़ाई के कारण सामग्री को तुरंत वाष्पीकृत करने के लिए अपनी अत्यधिक उच्च शिखर शक्ति पर भरोसा करने में सक्षम है। नैनोसेकंड लेज़रों के साथ थर्मल प्रसंस्करण के विपरीत, पिकोसेकंड लेज़र न्यूनतम थर्मल प्रभाव, बिना पिघलने वाले मोतियों और साफ प्रसंस्करण किनारों के साथ वाष्प पृथक्करण या पुनर्रचना प्रक्रियाएं हैं, जो नैनोसेकंड लेज़रों के साथ बड़े गर्मी प्रभावित क्षेत्रों और गड़गड़ाहट के जाल को तोड़ते हैं।
पिकोसेकंड लेजर डाई-कटिंग प्रक्रिया ने वर्तमान हार्डवेयर डाई-कटिंग के कई दर्द बिंदुओं को हल कर दिया है, जिससे सकारात्मक इलेक्ट्रोड की कटिंग प्रक्रिया में गुणात्मक सुधार की अनुमति मिलती है, जो बैटरी सेल की लागत का सबसे बड़ा अनुपात है।
1. गुणवत्ता एवं उपज
हार्डवेयर डाई-कटिंग यांत्रिक निबलिंग के सिद्धांत का उपयोग है, काटने वाले कोनों में दोष होने का खतरा होता है और बार-बार डिबगिंग की आवश्यकता होती है। यांत्रिक कटर समय के साथ खराब हो जाएंगे, जिसके परिणामस्वरूप ध्रुव के टुकड़ों पर गड़गड़ाहट हो जाएगी, जो कोशिकाओं के पूरे बैच की उपज को प्रभावित करेगी। साथ ही, मोनोमर की ऊर्जा घनत्व में सुधार करने के लिए ध्रुव के टुकड़े की बढ़ी हुई संघनन घनत्व और मोटाई भी काटने वाले चाकू के पहनने और आंसू में वृद्धि करेगी। 300W उच्च शक्ति पिकोसेकंड लेजर प्रसंस्करण स्थिर गुणवत्ता का है और लगातार काम कर सकता है लंबे समय तक, भले ही उपकरण को नुकसान पहुंचाए बिना सामग्री को गाढ़ा किया गया हो।
2. समग्र दक्षता
प्रत्यक्ष उत्पादन दक्षता के संदर्भ में, 300W उच्च शक्ति पिकोसेकंड लेजर पॉजिटिव इलेक्ट्रोड उत्पादन मशीन हार्डवेयर डाई-कटिंग उत्पादन मशीन के समान प्रति घंटे उत्पादन के स्तर पर है, लेकिन यह देखते हुए कि हार्डवेयर मशीनरी को हर तीन से पांच दिनों में एक बार चाकू बदलने की आवश्यकता होती है , जो अनिवार्य रूप से उत्पादन लाइन को बंद करने और चाकू बदलने के बाद फिर से चालू करने का कारण बनेगा, प्रत्येक चाकू परिवर्तन का मतलब कई घंटों का डाउनटाइम है। ऑल-लेजर हाई-स्पीड उत्पादन उपकरण बदलने का समय बचाता है और समग्र दक्षता बेहतर होती है।
3. लचीलापन
पावर सेल कारखानों के लिए, एक लेमिनेटिंग लाइन में अक्सर विभिन्न सेल प्रकार होंगे। हार्डवेयर डाई-कटिंग उपकरण के लिए प्रत्येक बदलाव में कुछ और दिन लगेंगे, और यह देखते हुए कि कुछ कोशिकाओं में कोने में छिद्रण की आवश्यकता होती है, इससे बदलाव का समय और बढ़ जाएगा।
दूसरी ओर, लेजर प्रक्रिया में बदलाव की परेशानी नहीं होती है। चाहे वह आकार परिवर्तन हो या आकार परिवर्तन, लेज़र "यह सब कर सकता है"। यह जोड़ा जाना चाहिए कि काटने की प्रक्रिया में, यदि 590 उत्पाद को 960 या 1200 उत्पाद द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है, तो हार्डवेयर डाई-कटिंग के लिए एक बड़े चाकू की आवश्यकता होती है, जबकि लेजर प्रक्रिया में केवल 1-2 अतिरिक्त ऑप्टिकल सिस्टम और कटिंग की आवश्यकता होती है कार्यक्षमता प्रभावित नहीं होती. यह कहा जा सकता है कि, चाहे वह बड़े पैमाने पर उत्पादन में बदलाव हो, या छोटे पैमाने पर परीक्षण नमूनों में, बैटरी निर्माताओं के लिए बहुत समय बचाने के लिए लेजर फायदे का लचीलापन हार्डवेयर डाई-कटिंग की ऊपरी सीमा के माध्यम से टूट गया है। .
4. कम समग्र लागत
हालाँकि हार्डवेयर डाई कटिंग प्रक्रिया वर्तमान में स्लिटिंग पोल के लिए मुख्यधारा की प्रक्रिया है और प्रारंभिक खरीद लागत कम है, इसके लिए बार-बार डाई की मरम्मत और डाई परिवर्तन की आवश्यकता होती है, और इन रखरखाव कार्यों से उत्पादन लाइन डाउनटाइम होती है और अधिक मानव-घंटे खर्च होते हैं। इसके विपरीत, पिकोसेकंड लेजर समाधान में कोई अन्य उपभोग्य वस्तु नहीं है और न्यूनतम अनुवर्ती रखरखाव लागत है।
लंबे समय में, पिकोसेकंड लेजर समाधान से लिथियम बैटरी पॉजिटिव इलेक्ट्रोड कटिंग के क्षेत्र में वर्तमान हार्डवेयर डाई-कटिंग प्रक्रिया को पूरी तरह से बदलने की उम्मीद है, और लैमिनेटिंग प्रक्रिया की लोकप्रियता को बढ़ावा देने के लिए प्रमुख बिंदुओं में से एक बन जाएगा, जैसे " इलेक्ट्रोड डाई-कटिंग के लिए एक छोटा कदम, लैमिनेटिंग प्रक्रिया के लिए एक बड़ा कदम"। बेशक, नया उत्पाद अभी भी औद्योगिक सत्यापन के अधीन है, क्या पिकोसेकंड लेजर के सकारात्मक डाई-कटिंग समाधान को प्रमुख बैटरी निर्माताओं द्वारा पहचाना जा सकता है, और क्या पिकोसेकंड लेजर वास्तव में पारंपरिक प्रक्रिया द्वारा उपयोगकर्ताओं के लिए लाई गई समस्याओं को हल कर सकता है, आइए इंतजार करें और देखें।
पोस्ट करने का समय: सितम्बर-14-2022