伴隨電動汽車產業的快速發展,鋰電池作為其動力核心,對生產工藝的要求越發嚴格。電極涂布作為鋰電池生產中的關鍵環節,其均勻性與一致性直接影響電池的能量密度、安全性能和循環壽命。在這一精密制造過程中,壓電陶瓷促動器憑借其獨特的技術優勢,是可實現超高精度涂布控制的核心部件之一。
一、鋰電池涂布:看似簡單,實則關鍵
鋰電池電極涂布,是指將準備好的電極漿料(正極或負極材料)均勻涂覆在金屬箔(鋁箔或銅箔)表面的過程。這些漿料經過干燥等后續工序后,會形成電極片。這一步就像給鋰電池穿上一層均勻的能量外衣,為后續的充放電過程奠定基礎。涂布的核心目的是讓電極材料能夠均勻、穩定地附著在基材上,從而保證鋰電池在充放電過程中實現電能的高效轉化與存儲。涂布的均勻性、厚度一致性和邊緣整齊度直接決定了電池的特性:
1.能量密度:涂布越均勻,電池容量和性能越穩定;
2.安全性:涂布缺陷可能導致局部過熱甚至熱失控;
3.循環壽命:涂布厚度波動大易造成電池加速老化的問題。
尤其在電動車用動力電池中,電極長度可達數百米,任何微小的涂布偏差都可能導致整批次電池性能下降甚至報廢。所以對涂布工藝過程有著極高的要求:精度、速度與響應。
鋰電池涂布過程三大核心要求:
1.厚度控制:電極漿料涂布的厚度公差必須控制在極小的范圍內,否則會導致鋰電池內部電流分布不均,影響電池容量和循環壽命;
2.穩定性好:涂布過程要持續穩定,避免出現漏涂、多涂的情況;
3.動態響應:在高速運行中需要能及時調整涂布刮刀或涂布頭位置,以補償其他干擾。

(注:圖片來源于網絡)
二、芯明天壓電陶瓷促動器:精準涂布,驅動未來
壓電陶瓷促動器基于逆壓電效應,通過電壓驅動產生納米級的高精度位移,其特性與涂布工藝需求高度契合:
1.高精度定位
壓電促動器可實現納米級位移分辨率,通過閉環控制可實時調節涂布刮刀或模具涂口開度,精確控制漿料厚度,避免過度涂布或涂布欠缺。
2.快速響應
壓電促動器的響應速度可達毫秒級,在高速涂布中,它能實時補償基材張力變化、漿料泵送波動等干擾,確保涂布均勻性。
3.無摩擦、高剛性
直接驅動機制具備高剛性且長時間使用無需維護,特別適合潔凈環境下的長期連續工作。

(注:圖片來源于網絡)
對于電動車鋰電池這類高標準、大規模制造場景,壓電陶瓷促動器提供了一種更可靠、更高效的解決方案:既可以提升涂布一致性,提高電池能量密度與安全性;又能減少漿料浪費,降低生產成本。
低壓柱形壓電促動器
低壓柱形壓電陶瓷促動器非常適于集成,它的外部由柱形不銹鋼外殼保護,并通過機械外殼對壓電陶瓷疊堆施加預緊力,較高的內部機械預載力可適用于高負載、高動態應用。芯明天低壓柱形壓電促動器可提供納米級分辨率,毫秒級響應時間,行程可達190微米。

特點
·納米級分辨率
·閉環精度高
·位移可達190μm
·出力可達25000N
·外徑、高度、位移自由選擇
技術參數
| 標稱行程 | 8μm~190μm |
| 剛度 | 5N/μm~500N/μm |
| 推力 | 200N~7300N |
| 靜電容量 | 0.17μF~145μF |
| 諧振頻率 | 3kHz~40kHz |
| 長度 | 19.2mm~199mm |
注:壓電促動器的長度、直徑、引腳、接口均可按需定制。
抗扭力壓電促動器
VT14與VT17系列抗扭力壓電促動器采用抗扭力設計,可以有效的消除外部機械所產生的一定程度的扭力,避免直接作用于內部壓電陶瓷疊堆,造成陶瓷損壞,起到了有效的保護作用。結構緊湊,非常易于集成。

特點
·抗扭力,特殊機械殼體
·位移可達95μm
·出力可達1200N
·亞毫秒響應時間
技術參數
| 標稱行程 | 9μm~95μm |
| 剛度 | 10N/μm~120N/μm |
| 推力 | 1200N |
| 靜電容量 | 0.7μF~9μF |
| 諧振頻率 | 10kHz~40kHz |
| 長度 | 19.4mm~100.4mm |
高壓柱形壓電促動器
高壓柱形壓電促動器是驅動電壓為1000V、帶有預載力的柱形機械封裝壓電陶瓷。可承受一定的拉力,內置大出力壓電陶瓷,出力可高達50000N,主要用于大負載的動態應用。

特點
·1000V驅動
·位移達260μm
·承載達70000N
·靜電容量低
·參數可定制
·開環/閉環可選
·高動態
·外徑?18mm、?25mm、?35mm、?45mm
技術參數
| 標稱行程 | 7μm~260μm |
| 剛度 | 10N/μm~4000N/μm |
| 推力 | 4000N~50000N |
| 靜電容量 | 20nF~6500nF |
| 諧振頻率 | 3kHz~40kHz |
| 長度 | 24mm~194mm |
審核編輯 黃宇
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