Litio-ioizko baterien ekoizpen-prozesuan, estaldura-prozesuak, lotura gako gisa, zuzenean eragiten die baterien errendimenduari eta segurtasunari. Litio-ioizko bateriak estaltzeko makinaren mugimendu-kontrol plataformaren egonkortasunak erabakigarria da estalduraren zehaztasunean. Granitoa eta burdinurtua, ohiko plataforma-materialak direnez, haien dimentsio-egonkortasunean dagoen aldeak arreta handia erakarri du. Artikulu honek sakon aztertuko du granitoaren dimentsio-egonkortasunean burdinurtuarekin alderatuta litio-ioizko bateriak estaltzeko makinen mugimendu-kontrol plataforman izandako hobekuntza nabarmena, materialen propietateen, datu esperimentalen eta aplikazio-kasu praktikoen bidez.
Materialen propietateek egonkortasunaren oinarria zehazten dute
Burdinurtua, industria-material tradizional gisa, mugimendu-kontroleko plataformen arloan asko erabili izan da garai batean, bere galdaketa-errendimendu bikainagatik eta kostu-abantailengatik. Hala ere, burdinurtuzko materialek akatsak dituzte. Bere barne-egiturak grafito maluta kopuru handia dauka, barne-pitzaduren baliokidea dena eta materialaren zurruntasun orokorra murriztuko duena. Bitartean, burdinurtuaren hedapen termikoaren koefizientea nahiko altua da, gutxi gorabehera 10-12 ×10⁻⁶/℃. Litiozko bateriaren estalduraren funtzionamendu luzeak sortutako beroaren metaketaren ondorioz, deformazio termikorako joera du. Gainera, burdinurtuaren barruan galdaketa-tentsioa dago. Denborarekin, tentsioaren askapenak plataformaren tamainan aldaketa itzulezinak eragingo ditu, estalduraren zehaztasunean eragina izango duena.
Granitoa ehunka milioi urtetan zehar prozesu geologikoen bidez eratutako material naturala da. Bere barne-egitura kristalinoa trinkoa eta uniformea da, eta berezko egonkortasun handia du. Granitoaren hedapen linealaren koefizientea 0,5-8×10⁻⁶/℃-koa baino ez da, hau da, burdinurtuarenaren 1/2-1/3, eta oso sentikorra ez da tenperatura-aldaketekiko. Bitartean, granitoa ehundura gogorra da, zentimetro karratuko 1.050-14.000 kilogramoko konpresio-erresistentziarekin. Kanpoko indarren inpaktuei eta bibrazioei eraginkortasunez aurre egin diezaieke, oinarri sendo eta egonkorra eskainiz mugimendu-kontrol plataformarentzat. Ia ez dago tentsio hondarrik barruan, eta ez du dimentsio-aldaketarik eragingo tentsio-askapenagatik, plataformaren dimentsio-egonkortasuna bermatuz materialaren funtsatik bertatik.
Datu esperimentalek errendimendu-desberdintasunak egiaztatzen dituzte
Granitoaren eta burdinurtuaren arteko dimentsio-egonkortasunean dauden desberdintasunak bisualki alderatzeko, ikerketa-taldeak esperimentu berezi bat egin zuen. Litiozko bateriak estaltzeko makinaren bi mugimendu-kontrol plataforma hautatu ziren, granitoz eta burdinurtuz eginak, hurrenez hurren, eta ingurumen-baldintza berdinetan probatu ziren. Esperimentuak litiozko bateriak estaltzeko makinaren benetako funtzionamendu-eszenatokia simulatu zuen. Ekipamendua etengabe martxan jarriz, plataformaren tamaina-aldaketak denbora-puntu desberdinetan kontrolatu ziren.
Esperimentu-emaitzek erakusten dute 24 orduz etengabe funtzionatu ondoren, ekipamenduaren funtzionamenduak sortutako beroaren ondorioz, burdinurtuzko material-plataformaren gainazaleko tenperatura 15 ℃ inguru igo zela, eta horrek plataformaren luzera-norabideko dimentsioa 0,03 mm-ko igoera eragin zuela. Baldintza berdinetan, granitozko plataformaren tamaina-aldaketa ia hutsala da, eta bere tamaina-gorabehera-tartea 0,005 mm baino txikiagoa da. 1000 orduko zahartze-proben ondoren, barne-tentsioaren askapenaren eta deformazio termikoaren metaketaren ondorioz, burdinurtuzko plataformaren lautasun-errorea hasierako 0,01 mm-tik 0,05 mm-ra handitu zen. Granitozko plataformaren lautasun-errorea beti 0,015 mm-ren barruan mantentzen da, eta dimentsio-egonkortasunaren abantaila nabaria da.
Lorpen nabarmenak aplikazio praktikoetan
Litiozko bateriak fabrikatzen dituen enpresa handi baten benetako ekoizpenean, burdinurtuzko mugimendu-kontrol plataformak erabiltzen ziren garai batean. Ekipamenduaren funtzionamendu-denbora handitu ahala, estalduraren zehaztasuna pixkanaka gutxitzen zen, eta horren ondorioz, estalduraren lodiera irregularra, bateriaren elektrodo-orrien koherentzia eskasa eta % 8ko produktu akastunaren tasa zegoen. Arazo hau konpontzeko, enpresak ekipamendu batzuen mugimendu-kontrol plataformak granitozko materialekin ordezkatu zituen.
Ordeztu ondoren, ekipamenduaren dimentsio-egonkortasuna nabarmen hobetu da. Sei hilabeteko ekoizpen-ziklo batean, granitozko plataforma bat erabiltzen duen estaldura-makinak estalduraren lodieraren errorea ±2 μm-ren barruan mantendu du beti, eta produktu akastunaren tasa nabarmen murriztu da, % 3 baino gutxiagora. Bitartean, granitozko plataformek ez dutenez burdinurtuzko plataformek bezain maiz kalibrazio eta mantentze-lan zehatzik behar, enpresei ekipamenduen mantentze-kostu eta geldialdi kopuru handia aurrezten diete urtero, eta ekoizpen-eraginkortasuna % 15 baino gehiago handitzen dute.
Ondorioz, litiozko bateriak estaltzeko makinen mugimendu-kontrol plataformaren aplikazioan, granitoak, bere material-propietate bikainak dituelarik, burdinurtua baino nabarmen hobetzen du dimentsio-egonkortasunari dagokionez. Materialaren izaeraren, datu esperimentalen edo aplikazio praktikoaren efektuen ikuspegitik, granitoak berme fidagarria eskaintzen du litiozko bateriak estaltzeko prozesuen ekoizpen zehatz eta egonkorra lortzeko. Litiozko baterien industrian produktuen kalitate-eskakizunen etengabeko hobekuntzarekin, granitoz egindako mugimendu-kontrol plataformak industriako aukera nagusi bihurtuko dira ziur aski.
Argitaratze data: 2025eko maiatzaren 22a