优质碳化钨锂电池叶片极片的切削工艺

描述

极靴的生产是制造锂离子动力电池的基本过程，需要非常高的设备精度，智能水平和生产性能的可靠性。极片纵切机是根据电池规格纵切卷绕的电池极片的设备。主要技术要求是分切后的磁极片不得出现皱纹或脱粉，并且分切尺寸必须具有高精度。芯片边缘的毛刺很小，否则树突会刺穿毛刺上的隔膜，并导致电池内部短路。圆盘纵切刀主要包括上下圆盘刀，分别安装在纵切机的刀轴上，并利用滚剪原理将铝箔，铜箔以及正负极片切成0.01〜0.1mm的厚度。在这里，我们将整理出锂电池极片圆盘切割过程的基础知识，与大家分享和学习。

极片分切原理

参照钣金圆盘切分工艺，首先介绍极片圆盘分切的基本原理。首先，当板与上下刀片接触时，板将受到上下刀片的压力弹性变形，并且由于存在力矩，板将弯曲，并且在间隙附近的材料中将产生剪切应力。 随着叶片顶部的旋转，当内部应力状态满足塑性条件时，会发生塑性变形。随着剪切过程的继续，板上的剪切力变得越来越大，并进入剪切屈服状态。剪切变形区开始产生宏观的滑动变形，上下圆刀片开始切成材料。此时，边缘附件的材料产生塑性变形，形成剪切塑性滑动，并且截面明亮。随着刀头的继续旋转，材料的塑性变形程度增强，材料将经受加工硬化，并且其应力状态也将改变，从而导致材料内部出现细微裂纹。随着变形的继续，这些微裂纹合并为主要裂纹。裂纹转变为裂纹的传播和分离，并且截面形成撕裂区。

与钣金纵切加工相比，锂电池极片圆盘切割机的切割方法具有完全不同的特点：

（1）切割极靴时，上下圆盘刀有一个后角，类似于剪刀的刀片，刀片的宽度很小。上下圆盘刀之间没有水平间隙，但是上下刀彼此接触并且存在侧向压力。

（2）纵切时，基本上在薄片的上，下侧都有橡胶辊，平衡了切割过程中上下刀产生的剪切力和剪切力矩，避免了薄片的实质变形。极靴纵切没有上下辊。

（3）极靴涂层是由颗粒组成的复合材料，几乎没有塑性变形能力。当上下圆盘刀具产生的内应力大于涂层颗粒之间的结合力时，涂层将破裂，膨胀和分离。

圆盘切割机的主要故障模式

在极靴纵切过程中，纵切刀的质量直接影响极靴纵切性能。分切机需要长时间运行，因此分切机必须具有良好的机械性能，例如硬度，制造工艺和耐磨性。圆盘切刀在连续运行中具有一定的使用寿命，在切割过程中需要管理切刀的寿命。通常，极靴刀的主要故障模式是工具磨损，包括：

（1）疲劳破坏

极片分切盘切刀具有侧向压力。上下切刀在切刃的侧面相互重叠。在连续分切过程中，切削刃上的应力很大且集中。由于频繁的挤压，剪切，摩擦和循环交叉。可变机械载荷的作用是在切削刃区域容易产生疲劳微裂纹，然后在循环应力的作用下，它将沿着圆盘切刀的侧面扩展到中心。当裂纹扩展到一定程度时，应力达到工具材料的强度极限，会引起工具切削刃局部微裂纹。

（2）粘着磨损

在工具的磨损区域也可以找到带有挤压痕迹的粘合剂。这些粘合剂是通过将极靴碎片粘附在工具上而形成的。这是因为圆盘切割器的侧面与极片切削面接触，并且接触压力大，所以切削材料的一部分被冷焊到圆盘切割器的侧面。这些粘结层在循环切割过程中连续脱落，然后重新形成。脱落过程可能导致工具的硬质相脱落，并加剧磨损过程。切开铝箔时最容易形成这种情况。由于铝的熔点低，切削屑和工具侧面会粘在一起，导致工具磨损并缩短寿命。

（3）磨料磨损

尽管切屑和极靴的硬度低于工具的硬度，但它们通常包含一些极高的硬度微小的硬点，这些硬点会在工具表面刻出沟槽，这是磨料磨损。

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