Dans le processus de fabrication des batteries au lithium, la machine de revêtement, en tant qu'équipement clé, voit ses performances de base influer directement sur la précision du revêtement et la qualité du produit. Les variations de température constituent un facteur important affectant la stabilité des machines de revêtement. La différence de résistance à la température entre les socles en granit et ceux en fonte est devenue un critère essentiel pour le choix des équipements dans les entreprises de fabrication de batteries au lithium.
Coefficient de dilatation thermique : L’avantage de « l’immunité aux variations de température » du granit
Le coefficient de dilatation thermique détermine la stabilité dimensionnelle du matériau en fonction des variations de température. Celui de la base en fonte est d'environ 10⁻¹² × 10⁻⁶/°C. Dans les ateliers de revêtement de batteries au lithium, où les fluctuations de température sont fréquentes, même de faibles variations peuvent entraîner des déformations dimensionnelles importantes. Par exemple, une variation de température de 5 °C dans l'atelier peut provoquer une dilatation-contraction de 50 à 60 µm sur une base en fonte d'un mètre de long. Cette déformation modifie l'écart entre le rouleau de revêtement et la feuille d'électrode, ce qui engendre une épaisseur de revêtement irrégulière et affecte la capacité et la régularité des batteries au lithium.
En revanche, le coefficient de dilatation thermique du socle en granit n'est que de (4-8) ×10⁻⁶/°C, soit environ la moitié de celui de la fonte. Sous une même fluctuation de température de 5 °C, la déformation du socle en granit d'un mètre de long n'est que de 20 à 40 μm, et la variation dimensionnelle est quasiment négligeable. Lors d'un processus de production continu et de longue durée, le socle en granit conserve une forme stable, garantissant un positionnement précis entre le rouleau d'enduction et la feuille d'électrode, assurant ainsi la stabilité du processus d'enduction et garantissant la production de batteries au lithium d'une grande homogénéité.
Conductivité thermique : La caractéristique de « barrière d'isolation thermique » du granit
Outre les variations dimensionnelles dues à la dilatation thermique, la conductivité thermique des matériaux influe également sur l'homogénéité de la répartition de la température dans l'équipement. La fonte possède une bonne conductivité thermique. Lorsque de la chaleur est générée à l'intérieur de la machine de revêtement (par exemple, par le fonctionnement du moteur ou le frottement du rouleau de revêtement), le socle en fonte conduit rapidement cette chaleur, ce qui entraîne une élévation et une répartition non uniforme de sa température de surface. Cette différence de température induit des contraintes thermiques sur le socle, accentuant ainsi sa déformation. Par ailleurs, elle peut également perturber le fonctionnement normal des capteurs de précision et des composants de commande environnants.
Le granit est un mauvais conducteur de chaleur, avec une conductivité thermique de seulement 2,7 à 3,3 W/(m·K), bien inférieure à celle de la fonte (40 à 60 W/(m·K)). Lors du fonctionnement de la machine de revêtement, le socle en granit bloque efficacement la conduction de la chaleur interne, réduisant ainsi les fluctuations de température en surface et les contraintes thermiques. Même en cas de fonctionnement prolongé à charge élevée, le socle en granit maintient une température relativement stable, évitant toute déformation et dégradation des performances dues à des variations de température, et assurant un environnement thermique stable pour le processus de revêtement.
Stabilité sous cycles de température : La capacité de « résistance à long terme à la température » du granit
La production de batteries au lithium nécessite généralement un fonctionnement continu et prolongé des équipements. Lors de cycles de température fréquents (refroidissement nocturne et chauffage diurne), la stabilité du matériau de base est primordiale. Sous l'effet répété de la dilatation et de la contraction thermiques, la base en fonte est sujette à la fissuration par fatigue, ce qui entraîne une diminution de sa résistance structurelle et affecte la durée de vie de l'équipement. Des études ont montré qu'après 1 000 cycles de température (avec une variation de température de 20 à 40 °C), la profondeur des fissures superficielles de la base en fonte peut atteindre 0,1 à 0,2 mm.
Les socles en granit présentent une excellente résistance à la fatigue grâce à leur structure cristalline minérale interne dense. Dans des conditions de test de cyclage thermique identiques, le socle en granit ne présente pratiquement aucune fissure visible et son intégrité structurelle est maintenue durablement. Cette grande stabilité sous cyclage thermique permet au socle en granit de répondre aux exigences de fonctionnement intensif et à long terme de la production de batteries au lithium, réduisant ainsi la fréquence de maintenance et les temps d'arrêt des équipements dus à des problèmes de socle et améliorant l'efficacité de la production.
Face aux exigences de plus en plus strictes en matière de précision et de stabilité dans la fabrication des batteries au lithium, les socles en granit, grâce à leur faible coefficient de dilatation thermique, leur conductivité thermique supérieure et leur excellente stabilité aux cycles thermiques, surpassent nettement les socles en fonte en termes de résistance à la température. Choisir une machine de revêtement pour batteries au lithium à socle en granit permet d'améliorer efficacement la précision du revêtement, de garantir la qualité des batteries, de réduire les risques liés aux équipements pendant la production et de contribuer de manière significative au développement de l'industrie des batteries au lithium vers des performances accrues.
Date de publication : 21 mai 2025