Mis on liitium{0}}ioonaku elektroodi lõikamine?
Elektroodide lõikamise meetodid
Lõikamist nimetatakse mehaanilises töötlemises lõikamiseks ja lõikeriistade vormi järgi võib selle jagada lõikamismeetoditeks, nagu kaldus-tera lõikamine, lame-tera lõikamine, pöörlev lõikamine (või rulllõikamine) ja ketaslõikamine.
Kaldus-tera lõikamisel on ülemise ja alumise tera vahel fikseeritud nurk ning kaldenurk on tavaliselt 1 kraad ~ 6 kraadi. Üldiselt on ülemine tera kaldu, nagu on näidatud joonisel 7-2(a). Kuna ülemine ja alumine tera ei ole paralleelsed, mõjub lõikesuunas jõud, mis põhjustab kergesti lõikeserva moonutusi. Kuid lõikepind on väike ning lõikejõud ja energiatarve on väiksemad kui lameda-tera lõikamisel, seetõttu kasutatakse seda suurte ja keskmise suurusega lõikemasinate paksude plaatide lõikamiseks ning elektroodide lõikamiseks seda üldiselt ei kasutata.
Lame-tera lõikamisel on sama struktuur kui kaldus-tera lõikamisel, välja arvatud see, et tera ülemine ja alumine serv on paralleelsed, nagu on näidatud joonisel 7-2(b). See saavutab moonutusteta lõikamise ja on hea lõikekvaliteediga, kuid lõikejõud on suur ning seda kasutatakse enamasti väikestes lõikemasinates ja õhukeste plaatide ja kilede tühjendamiseks[1-2], samuti elektroodide ristlõikamisel.
Pöördlõikamist nimetatakse ka kaare{0}}servarulli lõikamiseks, mille puhul kasutatakse kaarekujulise servaga{1}}tööriistu. Tööriistad lõpetavad lõikamisprotsessi, pöörates ja veeredes ümber kahe fikseeritud telje, nagu on näidatud joonisel 7-2(c). Seda kasutatakse peamiselt fikseeritud-pikkusega-ristlõike, pea ja saba ristlõike ning serva lõikamiseks. Keskmiste ja paksude plaatide lõikamisel on sellel üldiselt kõrge kvaliteet, madal energiatarve, pikk kasutusiga ja suur väljund[3].
Ketta lõikamine lõpetatakse kahe ketta{0}}kujulise lõikeratta pideva pöörlemisega, üks ülal ja teine allpool, nagu on näidatud joonisel 7-3. Lõikamise ajal siseneb lahtikeritud elektroodi leht ketaslõikuri avasse ja jagatakse pärast lõikamist mitmeks ribaks[1]. Ketaslõikust kasutatakse laialdaselt õhukeste plaatide, õhukeste kilede ja metallkilede pikisuunaliseks lõikamiseks.
Liitium-ioonakude tootmisel kasutatakse elektroodilehtede pikisuunalisel lõikamisel (lõigamisel) tavaliselt ketta lõikamist, ristlõikamisel aga lamedat-tera lõikamist. Automatiseeritud tootmisliinid teostavad tavaliselt esmalt lõikamist ja seejärel rist{4}}lõikamist. Üldiselt esitatakse liitium-ioonaku elektroodide lehtede lõikamisele järgmised nõuded:
① Elektroodilehe suur mõõtmete täpsus;
② Elektroodi lehe servad on tasased ja ilma jämeta, väheste defektidega ning elektroodi kattekiht ei ole kahjustatud;
③ Kõrge saagis ja kõrge tootmistõhusus.
Elektroodide lehtede lõikamise protsess
Plastmaterjalide puhul võib lõikamisprotsessi jagada kolme etappi[5–6]:
① Tera hakkab plaadile suruma ning lõigete vaheline plaadimaterjal läbib plastilise deformatsiooni ja voolab, kuni plastilise deformatsiooni hulk jõuab plastilise deformatsiooni piirini. Seda nimetatakse esimeseks etapiks. Selles etapis plaadi materjali lõigatakse, moodustades sileda lõikepinna, vt joonis 7-4(a).
② Tera jätkab plaadile surumist ning praod tuumavad, levivad ja tungivad sisselõigete vahel plaadi materjali. Lõigete vahele jääv plaadimaterjal rebeneb tõmbepinge mõjul, kuni ülemine ja alumine tera on samal horisontaaltasapinnal. Seda nimetatakse teiseks etapiks. Selles etapis plaadimaterjal rebeneb, moodustades tuhmi murdepinna, vt joonised 7-4(b) ja (c);
③ Tera jätkab alla vajutamist. Plastilise voolu tõttu pressitakse lõigete vahele jääv plaadimaterjal väikesesse vahesse, kus terad kattuvad. Kui lõiketera lõigete kattuvus suureneb, rebitakse ja tõmmatakse pilus olev plaadimaterjal ära, moodustades servadesse jämedaid, vt joonis 7-4(d), kuni tööriistad eralduvad. Seda nimetatakse burri moodustumise etapiks. Tööriistade eraldusprotsessi ajal on tööriistadel plaadimaterjali siluv või ekstrudeeriv toime, mis põhjustab tuhmi murdepinna morfoloogia ja jämede muutumise, kuid muutus on väike.
Lõikejärgne ristlõige- on näidatud joonisel 7-5, mis koosneb kolmest osast: sile nihkepind, tuhm murdepind ja servamurd[5-6]. Tuima murdepinda nimetatakse ka rabedaks murdepinnaks. Selle laius on seotud materjali plastilisusega. Parema plastilisusega materjalide puhul on tuhm murdepind väiksem, sile nihkepind suurem ja tekkiv metallivool suurem, mistõttu on see kalduvus pursside tekkeks. Vastupidiselt, rabedate materjalide puhul puudub sile nihkepind.
