Čo je prerezávanie elektród lítium-iónovej batérie-?
Metódy rezania elektród
Rezanie sa v mechanickom spracovaní nazýva strihanie a podľa tvaru rezných nástrojov ho možno rozdeliť na metódy strihania, ako sú šikmé -strihanie čepeľou, strihanie plochým-čepelom, rotačné strihanie (alebo rezanie valcovaním) a kotúčové strihanie.
Pri šikmom{0}}strihaní čepelí je medzi hornou a spodnou čepeľou pevný uhol a uhol sklonu je vo všeobecnosti 1 až 6 stupňov . Vo všeobecnosti je horná čepeľ naklonená, ako je znázornené na obrázku 7-2(a). Pretože horná a spodná čepeľ nie sú rovnobežné, v smere rezu pôsobí sila, ktorá ľahko spôsobí deformáciu hrany rezu. Plocha strihania je však malá a strihacia sila a spotreba energie sú menšie ako pri strihaní plochých{8}}čepieľ, preto sa používa na strihanie hrubých plechov vo veľkých a stredne veľkých strihacích strojoch a vo všeobecnosti sa nepoužíva na rezanie elektród.
Strihanie plochých-čepieľok má rovnakú štruktúru ako šikmé{1}}strihanie čepelí, okrem toho, že horná a spodná hrana čepele sú rovnobežné, ako je znázornené na obrázku 7-2(b). Dosahuje rezanie bez skreslenia a má dobrú kvalitu rezu, ale strihová sila je veľká a väčšinou sa používa v malých strihacích strojoch a na strihanie tenkých dosiek a fólií[1-2], ako aj na priečne rezanie elektródami.
Rotačné strihanie sa tiež nazýva oblúkové-rezanie hrán, pri ktorom sa používajú nástroje s oblúkovým{1}}hranom. Nástroje dokončia proces strihania otáčaním a rolovaním okolo dvoch pevných osí, ako je znázornené na obrázku 7-2(c). Používa sa hlavne na realizáciu-priečneho{7}}rezania s pevnou dĺžkou, priečneho rezu hlavy a chvosta a rezania hrán. Vo všeobecnosti sa pri strihaní stredných a hrubých plechov vyznačuje vysokou kvalitou, nízkou spotrebou energie, dlhou životnosťou a vysokým výkonom[3].
Strihanie diskov sa dokončuje nepretržitým otáčaním dvoch kotúčov{0}} v tvare kotúča, jedného nad a jedného pod ním, ako je znázornené na obrázku 7-3. Počas strihania sa odvinutý elektródový plech dostane do otvoru kotúčovej rezačky a po rezaní sa rozdelí na viacero pásov[1]. Strihanie diskov sa široko používa na pozdĺžne rezanie tenkých dosiek, tenkých filmov a kovových fólií.
Pri výrobe lítium{0}}iónových batérií sa pri pozdĺžnom rezaní (rezaní) elektródových plátov zvyčajne používa strihanie kotúča, zatiaľ čo pri priečnom -rezaní sa používa ploché- strihanie. Automatizované výrobné linky zvyčajne najskôr vykonávajú rezanie a potom priečne{4}}rezanie. Vo všeobecnosti sú na rezanie elektród lítium-iónových batérií kladené nasledujúce požiadavky:
① Vysoká rozmerová presnosť elektródového listu;
② Okraje elektródového listu sú ploché a bez otrepov, s niekoľkými defektmi a vrstva elektródového povlaku nie je poškodená;
③ Vysoký výnos a vysoká efektívnosť výroby.
Proces strihania elektródového plechu
V prípade plastových materiálov možno proces strihania rozdeliť do troch etáp[5-6]:
① Čepeľ sa začne tlačiť do dosky a materiál dosky medzi rezmi podlieha plastickej deformácii a tečie, kým veľkosť plastickej deformácie nedosiahne hranicu plastickej deformácie. Toto sa nazýva prvá etapa. Počas tejto fázy sa materiál dosky strihá a vytvára hladký šmykový povrch, pozri obrázok 7-4(a).
② Čepeľ naďalej tlačí do dosky a praskliny sa nukleujú, šíria a prenikajú do materiálu dosky medzi rezmi. Doskový materiál medzi rezmi sa trhá pôsobením ťahového napätia, kým horná a spodná čepeľ nie sú v rovnakej horizontálnej rovine. Toto sa nazýva druhá fáza. V tomto štádiu sa materiál dosky roztrhne, čím sa vytvorí matný lomový povrch, pozri obrázky 7-4(b) a (c);
③ Čepeľ naďalej tlačí. Vďaka plastickému toku je materiál dosky medzi rezmi vytlačený do malej medzery, kde sa čepele prekrývajú. Keď sa prekrytie rezov čepele zväčšuje, materiál dosky v medzere sa trhá a odťahuje, pričom sa na hrane vytvárajú otrepy, pozri obrázok 7-4(d), kým sa nástroje neoddelia. Toto sa nazýva štádium tvorby ostrapov. Počas procesu oddeľovania nástroja budú mať nástroje vyhladzovací alebo vytláčací účinok na materiál dosky, čo spôsobí zmenu morfológie povrchu tupého lomu a otrepov, ale zmena je malá.
Šmykový prierez-po rezaní je znázornený na obrázku 7-5, ktorý pozostáva z troch častí: hladkej šmykovej plochy, tupej lomovej plochy a okrajového otrepu[5-6]. Tupá lomová plocha sa nazýva aj krehká lomová plocha. Jeho šírka súvisí s plasticitou materiálu. Pre materiály s lepšou plasticitou je tupá lomová plocha menšia, hladká šmyková plocha je väčšia a generovaný tok kovu je väčší, takže je náchylnejší na otrepy. Naopak, pre krehké materiály neexistuje hladká šmyková plocha.
