Im Herstellungsprozess von Lithiumbatterien ist die Beschichtungsmaschine ein zentrales Gerät. Ihre Grundleistung beeinflusst direkt die Beschichtungsgenauigkeit und Produktqualität der Lithiumbatterien. Temperaturschwankungen sind ein wichtiger Faktor für die Stabilität der Beschichtungsmaschinen. Der Unterschied in der Temperaturbeständigkeit zwischen Granit- und Gusseisensockeln ist zu einem wichtigen Kriterium bei der Geräteauswahl in Lithiumbatterie-Herstellern geworden.
Wärmeausdehnungskoeffizient: Der Vorteil der „Temperaturunempfindlichkeit“ von Granit
Der Wärmeausdehnungskoeffizient bestimmt die Dimensionsstabilität des Materials bei Temperaturschwankungen. Der Wärmeausdehnungskoeffizient der Gusseisenbasis beträgt etwa 10–12 × 10⁻⁶/℃. In der üblichen Umgebung mit Temperaturschwankungen in Beschichtungswerkstätten für Lithiumbatterien können selbst geringe Temperaturschwankungen zu erheblichen Dimensionsverformungen führen. Beispielsweise kann sich eine 1 Meter lange Gusseisenbasis bei einer Temperaturschwankung von 5 °C um 50–60 μm ausdehnen und zusammenziehen. Diese Verformung verändert den Abstand zwischen Beschichtungswalze und Elektrodenblech, was zu einer ungleichmäßigen Beschichtungsdicke führt und in der Folge die Kapazität und Konsistenz der Lithiumbatterien beeinträchtigt.
Im Gegensatz dazu beträgt der Wärmeausdehnungskoeffizient der Granitbasis nur (4–8) × 10⁻⁶/℃ und ist damit etwa halb so hoch wie der von Gusseisen. Bei einer Temperaturschwankung von 5 °C verformt sich die 1 Meter lange Granitbasis nur um 20–40 μm, und die Dimensionsänderung ist nahezu vernachlässigbar. Während des kontinuierlichen Produktionsprozesses behält die Granitbasis stets ihre Form. Dies gewährleistet die präzise relative Position zwischen Beschichtungswalze und Elektrodenplatte, die Stabilität des Beschichtungsprozesses und bietet eine zuverlässige Garantie für die Herstellung hochkonsistenter Lithiumbatterien.
Wärmeleitfähigkeit: Die für Granit charakteristische „Wärmedämmbarriere“
Neben den durch Wärmeausdehnung verursachten Dimensionsänderungen beeinflusst auch die Wärmeleitfähigkeit von Materialien die Gleichmäßigkeit der Temperaturverteilung in Geräten. Gusseisen weist eine gute Wärmeleitfähigkeit auf. Wenn in der Beschichtungsmaschine durch Motorbetrieb, Reibung der Beschichtungswalze usw. Wärme entsteht, leitet die Gusseisenbasis die Wärme schnell weiter, wodurch die Oberflächentemperatur der Basis ansteigt und ungleichmäßig verteilt wird. Dieser Temperaturunterschied führt zu thermischer Spannung an der Basis und verstärkt die Verformung zusätzlich. Gleichzeitig kann dies auch den normalen Betrieb der umgebenden Präzisionssensoren und Steuerungskomponenten beeinträchtigen.
Granit ist ein schlechter Wärmeleiter mit einer Wärmeleitfähigkeit von nur 2,7–3,3 W/(m·K), die deutlich unter der von Gusseisen mit 40–60 W/(m·K) liegt. Während des Betriebs der Beschichtungsanlage kann die Granitbasis die Wärmeleitung effektiv blockieren und so Temperaturschwankungen auf der Basisoberfläche und die Entstehung von thermischem Stress reduzieren. Selbst bei längerem Betrieb der Beschichtungsanlage unter hoher Belastung kann die Granitbasis eine relativ stabile Temperatur aufrechterhalten. Dadurch werden Verformungen und Leistungseinbußen durch ungleichmäßige Temperaturen vermieden und eine stabile Temperaturumgebung für den Beschichtungsprozess geschaffen.
Stabilität bei Temperaturwechseln: Die Fähigkeit von Granit, dauerhaft temperaturbeständig zu sein
Die Herstellung von Lithiumbatterien erfordert üblicherweise einen langen Dauerbetrieb der Anlagen. Bei häufigen Temperaturwechseln (z. B. Abkühlen in der Nacht und Heizen am Tag) ist die Stabilität des Grundmaterials von entscheidender Bedeutung. Durch die wiederholte Einwirkung von Wärmeausdehnung und -kontraktion neigt der Gusseisengrundkörper zu Ermüdungsrissen im Inneren, was zu einer Verringerung der strukturellen Festigkeit und einer Beeinträchtigung der Lebensdauer der Anlage führt. Relevante Forschungsdaten zeigen, dass die Oberflächenrisstiefe des Gusseisengrundkörpers nach 1000 Temperaturwechseln (mit einem Temperaturschwankungsbereich von 20–40 °C) 0,1–0,2 mm erreichen kann.
Granitsockel weisen aufgrund ihrer dichten inneren Mineralkristallstruktur eine hervorragende Ermüdungsbeständigkeit auf. Unter denselben Temperaturwechseltestbedingungen zeigt der Granitsockel kaum sichtbare Risse, und die strukturelle Integrität bleibt lange erhalten. Diese hohe Stabilität unter Temperaturwechselbedingungen ermöglicht es dem Granitsockel, die hohen Betriebsanforderungen der Lithiumbatterieproduktion an hohe Intensität und lange Betriebszeiten zu erfüllen. Dies reduziert die Wartungshäufigkeit und Ausfallzeiten der Anlage aufgrund von Sockelproblemen und verbessert die Produktionseffizienz.
Angesichts der zunehmend strengeren Anforderungen an Präzision und Stabilität bei der Herstellung von Lithiumbatterien übertreffen Granitsockel mit ihrem niedrigeren Wärmeausdehnungskoeffizienten, ihrer überlegenen Wärmeleitfähigkeit und ihrer hervorragenden Temperaturwechselbeständigkeit Gusseisensockel deutlich in ihrer Temperaturbeständigkeit. Die Wahl einer Lithiumbatterie-Beschichtungsanlage mit Granitsockel kann die Beschichtungsgenauigkeit effektiv verbessern, die Qualität der Lithiumbatterieprodukte sicherstellen, Geräterisiken während des Produktionsprozesses reduzieren und die Entwicklung der Lithiumbatterieindustrie hin zu höherer Leistungsfähigkeit maßgeblich unterstützen.
Veröffentlichungszeit: 21. Mai 2025