Bei der Herstellung 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 der Lithiumbatterieherstellung 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 Temperaturänderungen zu erheblichen Dimensionsverformungen führen. Wenn beispielsweise die Temperatur in der Werkstatt um 5 °C schwankt, kann sich eine 1 Meter lange Gusseisenbasis durch Ausdehnung und Kontraktion um 50–60 μm verformen. Diese Verformung bewirkt eine Veränderung des Spalts zwischen der Beschichtungswalze und der Elektrodenplatte, 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 langfristigen kontinuierlichen Produktionsprozesses behält die Granitbasis stets ihre Form, wodurch die präzise relative Position zwischen Beschichtungswalze und Elektrodenplatte gewährleistet, die Stabilität des Beschichtungsprozesses aufrechterhalten und eine zuverlässige Garantie für die Herstellung hochkonsistenter Lithiumbatterien geboten wird.
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 weiter. 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 Beschichtungsmaschine kann die Granitbasis die Wärmeleitung wirksam blockieren und so Temperaturschwankungen auf der Basisoberfläche und die Entstehung von Wärmespannungen reduzieren. Selbst wenn die Beschichtungsmaschine über einen längeren Zeitraum unter hoher Belastung läuft, kann die Granitbasis einen relativ stabilen Temperaturzustand aufrechterhalten. Dadurch werden Verformungen der Anlage und Leistungseinbußen durch ungleichmäßige Temperaturen vermieden und eine stabile Temperaturumgebung für den Beschichtungsprozess geschaffen.
Stabilität bei Temperaturwechseln: Die Fähigkeit von Granit zur „langfristigen Temperaturbeständigkeit“
Die Herstellung von Lithiumbatterien erfordert in der Regel einen langen Dauerbetrieb der Geräte. 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 das Gusseisengrundmaterial zu Ermüdungsrissen im Inneren, was zu einer Verringerung der strukturellen Festigkeit und einer verkürzten Lebensdauer der Geräte führt. Relevante Forschungsdaten zeigen, dass die Oberflächenrisstiefe des Gusseisengrundmaterials 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 ausgezeichnete Ermüdungsbeständigkeit auf. Unter denselben Temperaturwechseltestbedingungen zeigt der Granitsockel kaum sichtbare Risse, und die strukturelle Integrität bleibt lange erhalten. Diese hohe Stabilität bei Temperaturwechseln ermöglicht es dem Granitsockel, die hohen Betriebsanforderungen der Lithiumbatterieproduktion an hohe Intensität und lange Betriebsdauer 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 in Bezug auf die Temperaturbeständigkeit deutlich. 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