Kaj je rezanje elektrod litij{0}}ionske baterije?
Metode rezanja elektrod
Rezanje se pri mehanski obdelavi imenuje striženje, glede na obliko rezalnih orodij pa ga lahko razdelimo na metode striženja, kot so striženje s poševnimi-rezili, striženje z ravnimi-rezili, rotacijsko striženje (ali rezanje z valji) in striženje z diski.
Pri poševnem-striženju z rezili je fiksen kot med zgornjim in spodnjim rezilom, naklonski kot pa je običajno 1 stopinja ~ 6 stopinj. Na splošno je zgornje rezilo nagnjeno, kot je prikazano na sliki 7-2(a). Ker zgornja in spodnja rezila niso vzporedna, vzdolž smeri rezanja obstaja sila, ki zlahka povzroči deformacijo rezanega roba. Vendar pa je območje striženja majhno, strižna sila in poraba energije pa sta manjši kot pri striženju z ravnim-rezilom, zato se uporablja za striženje debelih plošč v velikih in srednje velikih strižnih strojih in se na splošno ne uporablja za rezanje elektrod.
Rezanje z ravnim-rezilom ima enako strukturo kot striženje s poševnim-rezilom, le da sta zgornji in spodnji rob rezila vzporedna, kot je prikazano na sliki 7-2(b). Doseže rezanje brez popačenj in ima dobro kakovost rezanja, vendar je strižna sila velika in se večinoma uporablja v majhnih strižnih strojih in za izrezovanje tankih plošč in filmov [1-2], kot tudi za prečno rezanje elektrod.
Rotacijsko striženje se imenuje tudi valjčno rezanje-robov, pri katerem se uporabljajo orodja z robom-oblikovanega roba. Orodja zaključijo postopek striženja z vrtenjem in kotaljenjem okoli dveh fiksnih osi, kot je prikazano na sliki 7-2(c). Uporablja se predvsem za prečno-rezovanje-fiksne dolžine, prečno rezanje glave in repa ter rezanje robov. Na splošno se pri striženju srednje debelih in debelih plošč odlikuje z visoko kakovostjo, nizko porabo energije, dolgo življenjsko dobo in visokim izkoristkom[3].
Rezanje diska se zaključi z neprekinjenim vrtenjem dveh rezalnih koles v obliki-plošča, enega zgoraj in enega spodaj, kot je prikazano na sliki 7-3. Med striženjem nezavita plošča elektrode vstopi v odprtino rezalnega diska in se po rezanju razdeli na več trakov [1]. Rezanje plošč se pogosto uporablja za vzdolžno rezanje tankih plošč, tankih filmov in kovinskih folij.
Pri proizvodnji litij-ionskih baterij se za vzdolžno rezanje (razrezovanje) plošč elektrod običajno uporablja striženje z diskom, medtem ko se za prečno-rezanje uporablja striženje z ravnim-rezilom. Avtomatizirane proizvodne linije običajno najprej opravijo rezanje, nato pa prečni-razrez. Na splošno veljajo naslednje zahteve za rezanje listov elektrod za litij-ionsko baterijo:
① Visoka dimenzijska natančnost plošče elektrode;
② Robovi pločevine elektrod so ravni in brez robov, z nekaj napakami, plast elektrodnega premaza pa ni poškodovana;
③ Visok donos in visoka proizvodna učinkovitost.
Postopek striženja pločevine elektrod
Za plastične materiale lahko postopek striženja razdelimo na tri stopnje [5-6]:
① Rezilo začne pritiskati na ploščo in material plošče med rezi je podvržen plastični deformaciji in teče, dokler količina plastične deformacije ne doseže meje plastične deformacije. To se imenuje prva stopnja. Med to stopnjo se material plošče razreže, pri čemer nastane gladka strižna površina, glejte sliko 7-4(a).
② Rezilo še naprej pritiska na ploščo in razpoke nastajajo, se širijo in prodirajo v material plošče med rezi. Material plošče med rezi se trga pod vplivom natezne napetosti, dokler nista zgornji in spodnji rezilo na isti vodoravni ravnini. To se imenuje druga stopnja. V tej fazi se material plošče raztrga, kar tvori dolgočasno površino zloma, glej sliki 7-4(b) in (c);
③ Rezilo še naprej pritiska navzdol. Zaradi plastičnega toka se ploščni material med rezi iztisne v majhno režo, kjer se rezila prekrivajo. Ko se prekrivanje rezov rezila poveča, se material plošče v reži strga in izvleče, pri čemer nastanejo robovi na robu, glejte sliko 7-4(d), dokler se orodja ne ločita. To se imenuje stopnja nastajanja burra. Med postopkom ločevanja orodja bodo orodja imela učinek glajenja ali iztiskanja materiala plošče, kar bo povzročilo spremembo morfologije dolgočasne površine lomljenja in robov, vendar je sprememba majhna.
Strižni prerez-po rezanju je prikazan na sliki 7-5, ki je sestavljen iz treh delov: gladke strižne površine, tope lomljene površine in robnega roba [5-6]. Topo lomno površino imenujemo tudi krhka lomna površina. Njegova širina je povezana s plastičnostjo materiala. Pri materialih z boljšo plastičnostjo je gladka lomna površina manjša, gladka strižna površina je večja in ustvarjeni pretok kovine je večji, zaradi česar je bolj nagnjena k robom. Nasprotno pa pri krhkih materialih ni gladke strižne površine.
