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电动汽车火了后,这种精密模头也火了!

发布时间:2022-05-25
来源:牧野
阅读量:3128

随着电动汽车产业的爆发式增长,带动了锂电池的繁荣。“锂”变得炙手可热,尽管5月以来“锂”价格略有下调,但46万元/吨的价格相比2021年初的5万元/吨已经上涨将近10倍。据测算,2021年全球锂电池市场规模约419.7亿美元,2022到2030年锂电池行业年复合增长率将达到18.1%。


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与我们精密制造相关的是,在锂电池生产中,其关键环节中的狭缝涂布技术需要使用到一种精密工具,它就是涂布模头。这种模头看起来简单,但它对加工的要求可不低,关系到锂电池的容量、一致性和安全性。


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在工作中的锂电池极片涂片模头


一、锂电池的基本构成


通常一节锂电池由很多极片构成,而多节锂电池串联成组就构成了电动汽车动力电池组。锂电池中极片涂布的效果对电池容量、内阻、循环寿命以及安全性有重要影响。


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一节锂电池由很多极片构成


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锂电池串联构成动力电池组


二、狭缝挤压涂布技术


狭缝挤压涂布是一种精密的湿式涂布技术,它的工作过程为如下图所示,涂布液在一定压力一定流量下沿着涂布模头的缝隙挤压喷出而转移到基材上。


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狭缝挤压涂布的工作过程


相比其它涂布方式,狭缝挤压涂布具有很多优点,如涂布速度快、精度高、湿厚均匀;涂布系统封闭,在涂布过程中能防止污染物进入;浆料利用率高、能够保持浆料性质稳定,可同时进行多层涂布;并能适应不同浆料粘度和固含量范围,与转移式涂布工艺相比具有更强的适应性。


三、锂电池极片涂布模头及要求


在涂布过程中,由于浆料本身的温度、粘性、流动性及均匀性影响,极易造成涂层厚度不均匀、条纹、橘皮、凝胶等现象,所以涂布工艺用到的涂布模头品质尤为重要。


涂布模头通常由上下两部分组成,包括进料口、腔体、唇口、调整机构等,其中腔体部分为了保证浆料可以充分流动,对表面质量有着极高的要求。上下唇口部分和调整结构配合,可以实现3μm~1mm之间的开口宽度调整,且唇口直线度要求通常为2μm以内,以避免涂层厚度的不均匀。


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四、牧野方案实现纳米级表面的模头


牧野VS系列中大型五轴加工中心可完美满足锂电池极片涂片模头的加工。其高精度、高表面质量的加工性能、高灵活性主轴,配合牧野专利技术的“Smart tool”,精准的余量把控与最优化的材料切削,可实现大面积、高质量表面的高效加工,达到Ra20nm的表面粗糙度。


特别的是牧野“Smart tool”可以实现8000~10000mm²/h的抛光加工效率,和传统的人工抛光相比,可大幅减少抛光时间。下图是使用牧野VS系列中大型五轴加工中心加工是模头腔体。


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测量两处加工位置的表面粗糙度值:


加工位置①:Ra0.021μm,Rz0.135μm

加工位置②:Ra0.016μm,Rz0.100μm

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