伴随电动汽车产业的快速发展,锂电池作为其动力核心,对生产工艺的要求越发严格。电极涂布作为锂电池生产中的关键环节,其均匀性与一致性直接影响电池的能量密度、安全性能和循环寿命。在这一精密制造过程中,压电陶瓷促动器凭借其独特的技术优势,是可实现超高精度涂布控制的核心部件之一。
一、锂电池涂布:看似简单,实则关键
锂电池电极涂布,是指将准备好的电极浆料(正极或负极材料)均匀涂覆在金属箔(铝箔或铜箔)表面的过程。这些浆料经过干燥等后续工序后,会形成电极片。这一步就像给锂电池穿上一层均匀的能量外衣,为后续的充放电过程奠定基础。涂布的核心目的是让电极材料能够均匀、稳定地附着在基材上,从而保证锂电池在充放电过程中实现电能的高效转化与存储。涂布的均匀性、厚度一致性和边缘整齐度直接决定了电池的特性:
1.能量密度:涂布越均匀,电池容量和性能越稳定;
2.安全性:涂布缺陷可能导致局部过热甚至热失控;
3.循环寿命:涂布厚度波动大易造成电池加速老化的问题。
(注:图片来源于网络)
尤其在电动车用动力电池中,电极长度可达数百米,任何微小的涂布偏差都可能导致整批次电池性能下降甚至报废。所以对涂布工艺过程有着极高的要求:精度、速度与响应。
锂电池涂布过程三大核心要求:
1.厚度控制:电极浆料涂布的厚度公差必须控制在极小的范围内,否则会导致锂电池内部电流分布不均,影响电池容量和循环寿命;
2.稳定性好:涂布过程要持续稳定,避免出现漏涂、多涂的情况;
3.动态响应:在高速运行中需要能及时调整涂布刮刀或涂布头位置,以补偿其他干扰。
(注:图片来源于网络)
二、芯明天压电陶瓷促动器:精准涂布,驱动未来
压电陶瓷促动器基于逆压电效应,通过电压驱动产生纳米级的高精度位移,其特性与涂布工艺需求高度契合:
1.高精度定位
压电促动器可实现纳米级位移分辨率,通过闭环控制可实时调节涂布刮刀或模具涂口开度,精确控制浆料厚度,避免过度涂布或涂布欠缺。
2.快速响应
压电促动器的响应速度可达毫秒级,在高速涂布中,它能实时补偿基材张力变化、浆料泵送波动等干扰,确保涂布均匀性。
3.无摩擦、高刚性
直接驱动机制具备高刚性且长时间使用无需维护,特别适合洁净环境下的长期连续工作。
(注:图片来源于网络)
对于电动车锂电池这类高标准、大规模制造场景,压电陶瓷促动器提供了一种更可靠、更高效的解决方案:既可以提升涂布一致性,提高电池能量密度与安全性;又能减少浆料浪费,降低生产成本。
低压柱形压电促动器
低压柱形压电陶瓷促动器非常适于集成,它的外部由柱形不锈钢外壳保护,并通过机械外壳对压电陶瓷叠堆施加预紧力,较高的内部机械预载力可适用于高负载、高动态应用。芯明天低压柱形压电促动器可提供纳米级分辨率,毫秒级响应时间,行程可达190微米。
特点
·纳米级分辨率
·闭环精度高
·位移可达190μm
·出力可达25000N
·外径、高度、位移自由选择
技术参数
标称行程 |
8μm~190μm |
刚度 |
5N/μm~500N/μm |
推力 |
200N~7300N |
静电容量 |
0.17μF~145μF |
谐振频率 |
3kHz~40kHz |
长度 |
19.2mm~199mm |
注:压电促动器的长度、直径、引脚、接口均可按需定制。
抗扭力压电促动器
VT14与VT17系列抗扭力压电促动器采用抗扭力设计,可以有效的消除外部机械所产生的一定程度的扭力,避免直接作用于内部压电陶瓷叠堆,造成陶瓷损坏,起到了有效的保护作用。结构紧凑,非常易于集成。
特点
·抗扭力,特殊机械壳体
·位移可达95μm
·出力可达1200N
·亚毫秒响应时间
技术参数
标称行程 |
9μm~95μm |
刚度 |
10N/μm~120N/μm |
推力 |
1200N |
静电容量 |
0.7μF~9μF |
谐振频率 |
10kHz~40kHz |
长度 |
19.4mm~100.4mm |
高压柱形压电促动器
高压柱形压电促动器是驱动电压为1000V、带有预载力的柱形机械封装压电陶瓷。可承受一定的拉力,内置大出力压电陶瓷,出力可高达50000N,主要用于大负载的动态应用。
特点
·1000V驱动
·位移达260μm
·承载达70000N
·静电容量低
·参数可定制
·开环/闭环可选
·高动态
·外径Ø18mm、Ø25mm、Ø35mm、Ø45mm
技术参数
标称行程 |
7μm~260μm |
刚度 |
10N/μm~4000N/μm |
推力 |
4000N~50000N |
静电容量 |
20nF~6500nF |
谐振频率 |
3kHz~40kHz |
长度 |
24mm~194mm |
更多详情欢迎致电芯明天0451-86268790、17051647888(微信同号)!