Co je to dělení elektrody lithium-iontové baterie?
Metody řezání elektrod
Dělení se v mechanickém zpracování nazývá stříhání a podle tvaru řezných nástrojů jej lze rozdělit na stříhací metody, jako je šikmé -stříhání ostří, stříhání plochého-ostří, rotační stříhání (neboli válcování) a kotoučové stříhání.
Při šikmém{0}}stříhání čepele je mezi horní a spodní čepelí pevný úhel a úhel sklonu je obecně 1 až 6 stupňů. Obecně je horní čepel nakloněná, jak je znázorněno na obrázku 7-2(a). Protože horní a spodní ostří nejsou rovnoběžné, působí ve směru řezu síla, která snadno způsobí deformaci ostří řezu. Střihací plocha je však malá a střižná síla a spotřeba energie jsou menší než u stříhání plochých-čepelí, takže se používá ke stříhání tlustých plechů ve velkých a středně velkých stříhacích strojích a obecně se nepoužívá k řezání elektrod.
Stříhání plochých-čepelí má stejnou strukturu jako šikmé-stříhání čepelí, s tím rozdílem, že horní a spodní ostří jsou rovnoběžné, jak je znázorněno na obrázku 7-2(b). Dosahuje řezání bez zkreslení a má dobrou kvalitu řezu, ale střižná síla je velká a používá se většinou v malých střižných strojích a pro stříhání tenkých desek a fólií[1-2] a také pro příčné řezání elektrod.
Rotační stříhání se také nazývá obloukové-řezání hran, které využívá nástroje s obloukovým{1}}hranem. Nástroje dokončí proces stříhání otáčením a odvalováním kolem dvou pevných os, jak je znázorněno na obrázku 7-2(c). Používá se hlavně k realizaci příčných řezů s pevnou-délkou-, příčných řezů hlavy a paty a řezání hran. Obecně platí, že při stříhání středních a silných plechů se vyznačuje vysokou kvalitou, nízkou spotřebou energie, dlouhou životností a vysokým výkonem[3].
Stříhání disků je dokončeno nepřetržitým otáčením dvou kotoučových{0}} řezných koleček, jednoho nahoře a druhého, jak je znázorněno na obrázku 7-3. Během stříhání vstupuje odvinutý elektrodový plech do otvoru kotoučové řezačky a po řezání je rozdělen na více pásů[1]. Diskové stříhání se široce používá pro podélné řezání tenkých desek, tenkých filmů a kovových fólií.
Při výrobě lithium-iontových baterií se při podélném řezání (řezání) plátů elektrod obvykle používá kotoučové stříhání, zatímco příčné -řezání používá ploché-stříhání čepelí. Automatizované výrobní linky obvykle nejprve provádějí řezání a poté příčné{4}}řezání. Na řezání elektrod lithiových-iontových baterií jsou obecně kladeny následující požadavky:
① Vysoká rozměrová přesnost listu elektrody;
② Okraje elektrodového plechu jsou ploché a bez otřepů, s několika vadami a povlaková vrstva elektrody není poškozena;
③ Vysoký výnos a vysoká efektivita výroby.
Proces stříhání elektrodového plechu
U plastových materiálů lze proces stříhání rozdělit do tří fází[5-6]:
① Čepel se začne tlačit do desky a materiál desky mezi řezy podléhá plastické deformaci a teče, dokud velikost plastické deformace nedosáhne limitu plastické deformace. Tomu se říká první fáze. Během této fáze je materiál desky stříhán a vytváří hladký střihový povrch, viz obrázek 7-4(a).
② Čepel nadále tlačí do desky a praskliny se nukleují, šíří a pronikají do materiálu desky mezi řezy. Materiál desky mezi řezy se trhá působením tahového napětí, dokud horní a spodní čepel nejsou ve stejné horizontální rovině. Tomu se říká druhá fáze. V této fázi se materiál desky roztrhne a vytvoří tupou lomovou plochu, viz obrázky 7-4(b) a (c);
③ Čepel nadále tlačí dolů. Díky plastickému toku je deskový materiál mezi řezy vytlačován do malé mezery, kde se čepele překrývají. Jak se přesah řezů čepele zvětšuje, materiál desky se v mezeře trhá a odtahuje, přičemž se na okraji tvoří otřepy, viz obrázek 7-4(d), dokud se nástroje neoddělí. Toto se nazývá fáze tvorby otřepů. Během procesu separace nástroje budou mít nástroje vyhlazovací nebo vytlačovací účinek na materiál desky, což způsobí změnu morfologie povrchu tupého lomu a otřepů, ale změna je malá.
Smykový průřez-po řezání je znázorněn na obrázku 7-5, který se skládá ze tří částí: hladké smykové plochy, tupé lomové plochy a otřepu na hraně[5-6]. Tupá lomová plocha se také nazývá křehká lomová plocha. Jeho šířka souvisí s plasticitou materiálu. U materiálů s lepší plasticitou je povrch tupého lomu menší, hladký smykový povrch je větší a generovaný tok kovu je větší, takže je náchylnější k otřepům. Naopak u křehkých materiálů neexistuje hladká smyková plocha.
