리튬-이온 배터리 전극 슬리팅이란 무엇입니까?
전극 슬리팅 방법
슬리팅(Slitting)은 기계가공에서 전단(Shearing)이라고 하며 절삭 공구의 형태에 따라 경사-블레이드 전단, 평-블레이드 전단, 회전 전단(또는 롤 절단), 디스크 전단 등의 전단 방법으로 구분할 수 있습니다.
경사-블레이드 전단에서는 상부 블레이드와 하부 블레이드 사이의 각도가 고정되어 있으며 경사각은 일반적으로 1도 ~ 6도입니다. 일반적으로 상부 블레이드는 그림 7-2(a)와 같이 기울어져 있습니다. 상부 날과 하부 날이 평행하지 않기 때문에 절단 방향을 따라 힘이 가해지며 이로 인해 절단 모서리가 뒤틀리기 쉽습니다. 그러나 평{8}}블레이드 전단에 비해 전단 면적이 작고 전단력과 에너지 소비가 적기 때문에 중대형 전단기에서는 두꺼운 판재를 전단하는데 사용되며, 전극전단에는 일반적으로 사용되지 않습니다.
평면-블레이드 전단은 그림 7-2(b)에 표시된 것처럼 상부 및 하부 블레이드 가장자리가 평행하다는 점을 제외하면 경사-블레이드 전단과 구조가 동일합니다. 뒤틀림 없는 절단이 가능하고 절단 품질이 좋지만 전단력이 크기 때문에 주로 소형 전단기나 박판이나 필름의 블랭킹[1-2], 전극 교차 절단에 사용된다.
회전 전단은 호-모서리 롤 절단이라고도 하며 호-모서리가 있는 도구를 사용합니다. 그림 7-2(c)에 표시된 것처럼 도구는 두 개의 고정 축을 중심으로 회전 및 롤링하여 전단 프로세스를 완료합니다. 주로 고정-길이 교차-절단, 머리 및 꼬리 교차 절단, 가장자리 슬리팅을 구현하는 데 사용됩니다. 일반적으로 중간 및 두꺼운 판을 절단할 때 고품질, 낮은 에너지 소비, 긴 수명 및 높은 출력이 특징입니다[3].
디스크 전단은 그림 7-3에 표시된 것처럼 위쪽과 아래쪽에 하나씩 두 개의 디스크- 모양의 커터 휠이 연속적으로 회전하여 완료됩니다. 전단하는 동안 코일이 풀린 전극 시트는 디스크 커터 개구부로 들어가고 절단 후 여러 스트립으로 나뉩니다[1]. 디스크 전단은 얇은 판, 얇은 필름, 금속박의 세로 방향 절단에 널리 사용됩니다.
리튬-이온 배터리 생산 시 전극 시트의 세로 절단(슬리팅)에는 일반적으로 디스크 전단이 사용되고, 가로-절단에는 평면-블레이드 전단이 사용됩니다. 자동화된 생산 라인은 일반적으로 먼저 슬리팅을 수행한 다음 교차-절단을 수행합니다. 일반적으로 리튬-이온 배터리 전극 시트의 슬리팅에는 다음 요구 사항이 적용됩니다.
① 전극 시트의 높은 치수 정확도;
② 전극 시트 가장자리가 편평하고 버(Burr)가 없으며 결함이 거의 없으며 전극 코팅층이 손상되지 않습니다.
③ 높은 수율과 높은 생산 효율성.
전극시트 전단공정
플라스틱 재료의 경우 전단 공정은 세 단계로 나눌 수 있습니다[5-6].
① 블레이드가 판재에 압입되기 시작하고 절단부 사이의 판재는 소성변형량이 소성변형의 한계에 도달할 때까지 소성변형 및 유동을 겪습니다. 이것을 첫 번째 단계라고 합니다. 이 단계에서 판재는 전단되어 매끄러운 전단면을 형성합니다(그림 7-4(a) 참조).
② 블레이드는 판재에 계속해서 압력을 가해 절단부 사이의 판재에 균열이 핵형성, 전파, 침투합니다. 절단부 사이의 판재는 상부 블레이드와 하부 블레이드가 동일한 수평면에 있을 때까지 인장 응력의 작용으로 찢어집니다. 이것을 두 번째 단계라고 합니다. 이 단계에서는 판재가 찢어져 둔한 파단면이 형성됩니다(그림 7-4(b) 및 (c) 참조).
③ 칼날이 계속해서 누르고 있습니다. 소성 흐름으로 인해 절단부 사이의 판재가 블레이드가 겹치는 작은 틈으로 압출됩니다. 블레이드 절단의 중첩이 증가함에 따라 틈새의 판재가 찢어지고 당겨져 도구가 분리될 때까지 가장자리에 버가 형성됩니다(그림 7-4(d) 참조). 이를 버 형성 단계라고 합니다. 공구 분리 과정에서 공구는 판재에 평탄화 또는 압출 효과를 주어 무딘 파단 표면과 버의 형태를 변경하지만 변화는 작습니다.
절단 후 전단 단면은 그림 7-5에 표시되어 있으며 부드러운 전단 표면, 무딘 파단 표면 및 가장자리 버의 세 부분으로 구성됩니다[5-6]. 무딘 파단면은 취성파괴면이라고도 불린다. 폭은 재료의 가소성과 관련이 있습니다. 가소성이 더 좋은 재료의 경우 무딘 파단면이 더 작고 매끄러운 전단면이 더 크며 생성된 금속 흐름이 더 커서 버가 발생하기 쉽습니다. 반대로, 취성 재료의 경우 매끄러운 전단 표면이 없습니다.
