伴隨電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,鋰電池作為其動(dòng)力核心,對(duì)生產(chǎn)工藝的要求越發(fā)嚴(yán)格。電極涂布作為鋰電池生產(chǎn)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié),其均勻性與一致性直接影響電池的能量密度、安全性能和循環(huán)壽命。在這一精密制造過(guò)程中,壓電陶瓷促動(dòng)器憑借其獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢(shì),是可實(shí)現(xiàn)超高精度涂布控制的核心部件之一。
一、鋰電池涂布:看似簡(jiǎn)單,實(shí)則關(guān)鍵
鋰電池電極涂布,是指將準(zhǔn)備好的電極漿料(正極或負(fù)極材料)均勻涂覆在金屬箔(鋁箔或銅箔)表面的過(guò)程。這些漿料經(jīng)過(guò)干燥等后續(xù)工序后,會(huì)形成電極片。這一步就像給鋰電池穿上一層均勻的能量外衣,為后續(xù)的充放電過(guò)程奠定基礎(chǔ)。涂布的核心目的是讓電極材料能夠均勻、穩(wěn)定地附著在基材上,從而保證鋰電池在充放電過(guò)程中實(shí)現(xiàn)電能的高效轉(zhuǎn)化與存儲(chǔ)。涂布的均勻性、厚度一致性和邊緣整齊度直接決定了電池的特性:
1.能量密度:涂布越均勻,電池容量和性能越穩(wěn)定;
2.安全性:涂布缺陷可能導(dǎo)致局部過(guò)熱甚至熱失控;
3.循環(huán)壽命:涂布厚度波動(dòng)大易造成電池加速老化的問(wèn)題。
尤其在電動(dòng)車用動(dòng)力電池中,電極長(zhǎng)度可達(dá)數(shù)百米,任何微小的涂布偏差都可能導(dǎo)致整批次電池性能下降甚至報(bào)廢。所以對(duì)涂布工藝過(guò)程有著極高的要求:精度、速度與響應(yīng)。
鋰電池涂布過(guò)程三大核心要求:
1.厚度控制:電極漿料涂布的厚度公差必須控制在極小的范圍內(nèi),否則會(huì)導(dǎo)致鋰電池內(nèi)部電流分布不均,影響電池容量和循環(huán)壽命;
2.穩(wěn)定性好:涂布過(guò)程要持續(xù)穩(wěn)定,避免出現(xiàn)漏涂、多涂的情況;
3.動(dòng)態(tài)響應(yīng):在高速運(yùn)行中需要能及時(shí)調(diào)整涂布刮刀或涂布頭位置,以補(bǔ)償其他干擾。
(注:圖片來(lái)源于網(wǎng)絡(luò))
二、芯明天壓電陶瓷促動(dòng)器:精準(zhǔn)涂布,驅(qū)動(dòng)未來(lái)
壓電陶瓷促動(dòng)器基于逆壓電效應(yīng),通過(guò)電壓驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生納米級(jí)的高精度位移,其特性與涂布工藝需求高度契合:
1.高精度定位
壓電促動(dòng)器可實(shí)現(xiàn)納米級(jí)位移分辨率,通過(guò)閉環(huán)控制可實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)涂布刮刀或模具涂口開(kāi)度,精確控制漿料厚度,避免過(guò)度涂布或涂布欠缺。
2.快速響應(yīng)
壓電促動(dòng)器的響應(yīng)速度可達(dá)毫秒級(jí),在高速涂布中,它能實(shí)時(shí)補(bǔ)償基材張力變化、漿料泵送波動(dòng)等干擾,確保涂布均勻性。
3.無(wú)摩擦、高剛性
直接驅(qū)動(dòng)機(jī)制具備高剛性且長(zhǎng)時(shí)間使用無(wú)需維護(hù),特別適合潔凈環(huán)境下的長(zhǎng)期連續(xù)工作。
(注:圖片來(lái)源于網(wǎng)絡(luò))
對(duì)于電動(dòng)車鋰電池這類高標(biāo)準(zhǔn)、大規(guī)模制造場(chǎng)景,壓電陶瓷促動(dòng)器提供了一種更可靠、更高效的解決方案:既可以提升涂布一致性,提高電池能量密度與安全性;又能減少漿料浪費(fèi),降低生產(chǎn)成本。
低壓柱形壓電促動(dòng)器
低壓柱形壓電陶瓷促動(dòng)器非常適于集成,它的外部由柱形不銹鋼外殼保護(hù),并通過(guò)機(jī)械外殼對(duì)壓電陶瓷疊堆施加預(yù)緊力,較高的內(nèi)部機(jī)械預(yù)載力可適用于高負(fù)載、高動(dòng)態(tài)應(yīng)用。芯明天低壓柱形壓電促動(dòng)器可提供納米級(jí)分辨率,毫秒級(jí)響應(yīng)時(shí)間,行程可達(dá)190微米。
特點(diǎn)
·納米級(jí)分辨率
·閉環(huán)精度高
·位移可達(dá)190μm
·出力可達(dá)25000N
·外徑、高度、位移自由選擇
技術(shù)參數(shù)
標(biāo)稱行程 | 8μm~190μm |
剛度 | 5N/μm~500N/μm |
推力 | 200N~7300N |
靜電容量 | 0.17μF~145μF |
諧振頻率 | 3kHz~40kHz |
長(zhǎng)度 | 19.2mm~199mm |
注:壓電促動(dòng)器的長(zhǎng)度、直徑、引腳、接口均可按需定制。
抗扭力壓電促動(dòng)器
VT14與VT17系列抗扭力壓電促動(dòng)器采用抗扭力設(shè)計(jì),可以有效的消除外部機(jī)械所產(chǎn)生的一定程度的扭力,避免直接作用于內(nèi)部壓電陶瓷疊堆,造成陶瓷損壞,起到了有效的保護(hù)作用。結(jié)構(gòu)緊湊,非常易于集成。
特點(diǎn)
·抗扭力,特殊機(jī)械殼體
·位移可達(dá)95μm
·出力可達(dá)1200N
·亞毫秒響應(yīng)時(shí)間
技術(shù)參數(shù)
標(biāo)稱行程 | 9μm~95μm |
剛度 | 10N/μm~120N/μm |
推力 | 1200N |
靜電容量 | 0.7μF~9μF |
諧振頻率 | 10kHz~40kHz |
長(zhǎng)度 | 19.4mm~100.4mm |
高壓柱形壓電促動(dòng)器
高壓柱形壓電促動(dòng)器是驅(qū)動(dòng)電壓為1000V、帶有預(yù)載力的柱形機(jī)械封裝壓電陶瓷??沙惺芤欢ǖ睦?,內(nèi)置大出力壓電陶瓷,出力可高達(dá)50000N,主要用于大負(fù)載的動(dòng)態(tài)應(yīng)用。
特點(diǎn)
·1000V驅(qū)動(dòng)
·位移達(dá)260μm
·承載達(dá)70000N
·靜電容量低
·參數(shù)可定制
·開(kāi)環(huán)/閉環(huán)可選
·高動(dòng)態(tài)
·外徑?18mm、?25mm、?35mm、?45mm
技術(shù)參數(shù)
標(biāo)稱行程 | 7μm~260μm |
剛度 | 10N/μm~4000N/μm |
推力 | 4000N~50000N |
靜電容量 | 20nF~6500nF |
諧振頻率 | 3kHz~40kHz |
長(zhǎng)度 | 24mm~194mm |
審核編輯 黃宇
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