Empirisk analys av förbättring av dimensionsstabilitet hos granit jämfört med gjutjärn i rörelsestyrningsplattformen för litiumbatteribeläggningsmaskiner.

​
I produktionsprocessen för litiumjonbatterier påverkar beläggningsprocessen, som en viktig länk, direkt batteriernas prestanda och säkerhet. Stabiliteten hos rörelsestyrningsplattformen i litiumbatteribeläggningsmaskinen spelar en avgörande roll för beläggningens noggrannhet. Granit och gjutjärn, som vanligt förekommande plattformsmaterial, har skillnaden i deras dimensionsstabilitet väckt stor uppmärksamhet. Denna artikel kommer att djupgående analysera den betydande förbättringen av dimensionsstabiliteten hos granit jämfört med gjutjärn på rörelsestyrningsplattformen i litiumbatteribeläggningsmaskiner genom materialegenskaper, experimentella data och praktiska tillämpningsfall.
Materialegenskaper avgör grunden för stabilitet
Gjutjärn, som ett traditionellt industriellt material, användes en gång i tiden flitigt inom rörelsestyrningsplattformar på grund av dess utmärkta gjutprestanda och kostnadsfördelar. Gjutjärnsmaterial har dock inneboende defekter. Dess interna struktur innehåller en stor mängd flinggrafit, vilket motsvarar interna sprickor och minskar materialets totala styvhet. Samtidigt är värmeutvidgningskoefficienten för gjutjärn relativt hög, cirka 10-12 × 10⁻⁶/℃. Vid långvarig användning av beläggning av litiumbatterier är gjutjärnet benäget för termisk deformation. Dessutom uppstår gjutspänningar inuti gjutjärnet. Med tiden kommer spänningsutlösningen att orsaka irreversibla förändringar i plattformens storlek, vilket påverkar beläggningens noggrannhet.

Granit är ett naturligt material som har bildats genom geologiska processer under hundratals miljoner år. Dess inre kristallstruktur är tät och enhetlig och har en hög stabilitet. Granitens linjära expansionskoefficient är endast 0,5–8 × 10⁻⁶/℃, vilket är 1/2–1/3 av gjutjärnets, och den är extremt okänslig för temperaturförändringar. Granit har en hård textur med en tryckhållfasthet på upp till 1 050–14 000 kilogram per kvadratcentimeter. Den kan effektivt motstå yttre kraftpåverkan och vibrationer, vilket ger en solid och stabil grund för rörelsestyrningsplattformen. Det finns nästan ingen kvarvarande spänning inuti den och den orsakar inte dimensionsförändringar på grund av spänningsutlösning, vilket säkerställer plattformens dimensionsstabilitet från materialets väsen.
Experimentella data verifierar prestandaskillnaderna
För att visuellt jämföra skillnaderna i dimensionsstabilitet mellan granit och gjutjärn utförde forskargruppen ett speciellt experiment. Två rörelsestyrningsplattformar för litiumbatteribeläggningsmaskinen med samma specifikation valdes ut, tillverkade av granit respektive gjutjärn, och testades under samma miljöförhållanden. Experimentet simulerade den faktiska arbetssituationen för litiumbatteribeläggningsmaskinen. Genom att kontinuerligt köra utrustningen övervakades plattformens storleksförändringar vid olika tidpunkter.
Experimentresultaten visar att efter kontinuerlig drift i 24 timmar, på grund av den värme som genereras av utrustningens drift, ökade yttemperaturen på gjutjärnsplattformen med cirka 15 ℃, vilket resulterade i en ökning med 0,03 mm i plattformens längdriktning. Under samma förhållanden är storleksvariationen på granitplattformen nästan försumbar, och dess storleksfluktuationsområde är mindre än 0,005 mm. Efter 1000 timmars långsiktiga åldringstester, på grund av frigörande av inre spänningar och ackumulering av termisk deformation, ökade planhetsfelet för gjutjärnsplattformen från de ursprungliga 0,01 mm till 0,05 mm. Planhetsfelet för granitplattformen hålls alltid inom 0,015 mm, och fördelen med dimensionsstabilitet är uppenbar.
Anmärkningsvärda framsteg i praktiska tillämpningar
I den faktiska produktionen av ett stort litiumbatteritillverkningsföretag användes tidigare rörelsestyrningsplattformar av gjutjärn. Allt eftersom utrustningens driftstid ökade minskade beläggningens noggrannhet gradvis, vilket resulterade i ojämn beläggningstjocklek, dålig konsistens på batterielektrodplåtarna och en defektprocent på så hög som 8 %. För att lösa detta problem ersatte företaget rörelsestyrningsplattformarna på en del utrustning med granitmaterial.
Efter utbytet har utrustningens dimensionsstabilitet förbättrats avsevärt. Under en sex månader lång produktionscykel höll beläggningsmaskinen med en granitplattform alltid beläggningstjockleksfelet inom ±2 μm, och andelen defekta produkter minskade avsevärt till mindre än 3 %. Samtidigt, eftersom granitplattformar inte kräver lika frekvent precisionskalibrering och underhåll som gjutjärnsplattformar, sparar de företag en betydande mängd underhållskostnader och stilleståndstid för utrustningen varje år, och ökar produktionseffektiviteten med mer än 15 %.
Sammanfattningsvis, vid tillämpning av rörelsestyrningsplattformen för litiumbatteribeläggningsmaskiner överträffar granit, med sina enastående materialegenskaper, gjutjärn avsevärt vad gäller dimensionsstabilitet. Oavsett om det gäller materialegenskaper, experimentella data eller praktiska tillämpningseffekter, ger granit en pålitlig garanti för hög precision och stabil produktion av litiumbatteribeläggningsprocesser. Med den kontinuerliga förbättringen av produktkvalitetskraven inom litiumbatteriindustrin är rörelsestyrningsplattformar tillverkade av granit oundvikligen det vanligaste valet i branschen.