1. बैटरी क्षेत्र में पाउडर प्रेस मशीन क्या है?
पाउडर प्रेस मशीननई ऊर्जा बैटरियों के अनुसंधान और निर्माण प्रक्रिया में यह एक अनिवार्य कोर बनाने वाला उपकरण है। इसका मुख्य कार्य धनात्मक इलेक्ट्रोड (जैसे लिथियम कोबाल्ट ऑक्साइड, लिथियम आयरन फॉस्फेट आदि) या ऋणात्मक इलेक्ट्रोड (जैसे प्राकृतिक ग्रेफाइट, कृत्रिम ग्रेफाइट, सिलिकॉन-कार्बन मिश्रित सामग्री आदि) के शुष्क पाउडर को आकार में नियमित, घनत्व में एकसमान और संरचना में सघन इलेक्ट्रोड पेलेट्स (इलेक्ट्रोड शीट का प्रोटोटाइप) में दबाना है। कार्य सिद्धांत के अनुसार, यह मूल रूप से एक सटीक यांत्रिक उपकरण है जो प्री-प्रेसिंग - मुख्य प्रेसिंग - होल्डिंग प्रेशर की चरणबद्ध दबाव क्रिया के माध्यम से पाउडर कणों के विस्थापन, विरूपण और निकट संयोजन को साकार करता है, जिससे सूक्ष्म संरचना का सटीक पुनर्निर्माण पूरा होता है। इसकी परिचालन सटीकता सीधे इलेक्ट्रोड के मूल प्रदर्शन को निर्धारित करती है।
इन उपकरणों को अनुप्रयोग परिदृश्यों के आधार पर दो प्रमुख श्रेणियों में स्पष्ट रूप से वर्गीकृत किया जा सकता है: प्रयोगशाला अनुसंधान प्रकार और औद्योगिक उत्पादन प्रकार। प्रयोगशाला अनुसंधान प्रकार की प्रेस मशीनें अधिकतर छोटी मेज जैसी संरचनाएं होती हैं, जिनका आकार छोटा और संचालन लचीला होता है। इनका मुख्य लाभ उच्च परिशुद्धता नियंत्रण में निहित है, और इनका उपयोग मुख्य रूप से नए इलेक्ट्रोड सामग्रियों के संपीडन प्रदर्शन परीक्षण, सूत्र अनुकूलन और छोटे बैच के नमूना तैयार करने के लिए किया जाता है। ये वैज्ञानिक अनुसंधान संस्थानों और उद्यमों के अनुसंधान एवं विकास विभागों के लिए नई सामग्रियों और नई प्रक्रियाओं की खोज करने का एक महत्वपूर्ण उपकरण हैं। औद्योगिक उत्पादन प्रकार की संपीडन मशीनें बड़े पैमाने पर स्वचालित उपकरण हैं, जिनमें फीडिंग, प्रेसिंग, टेकिंग और डिटेक्शन कार्य एकीकृत होते हैं। इनकी उत्पादन क्षमता और स्थिरता उच्च होती है, और ये बैटरी पावर सप्लाई, ऊर्जा भंडारण बैटरी आदि की उत्पादन आवश्यकताओं को पूरा करने में सक्षम हैं। ये बैटरी फैक्ट्री उत्पादन लाइनों के मुख्य घटक हैं। इसके अलावा, दबाव अनुप्रयोग विधि के अनुसार, इन्हें यांत्रिक संपीडन मशीनों और हाइड्रोलिक संपीडन मशीनों में विभाजित किया जा सकता है। इनमें से, हाइड्रोलिक प्रकार का उपयोग उच्च परिशुद्धता परिदृश्यों में अधिक व्यापक रूप से किया जाता है, क्योंकि इसका दबाव आउटपुट अधिक स्थिर होता है और समायोजन सीमा व्यापक होती है।
2. मुख्य कार्य और प्रभाव
बैटरी के मुख्य प्रदर्शन संकेतकों को सीधे अनुकूलित करें:सघन घनत्व इलेक्ट्रोड का एक प्रमुख प्रदर्शन पैरामीटर है, और इलेक्ट्रोड का मूल कार्य है।पाउडर संघनन मशीनइसका उद्देश्य इस सूचक को सटीक रूप से नियंत्रित करना है। उचित दबाव डालकर, इलेक्ट्रोड की आंतरिक सरंध्रता को कम किया जा सकता है, सक्रिय पदार्थ के संघनन घनत्व और संपर्क क्षेत्र को बढ़ाया जा सकता है, जिससे कई प्रकार के प्रदर्शन में सुधार होता है: एक ओर, यह बैटरी की ऊर्जा घनत्व को काफी हद तक बढ़ा सकता है। उदाहरण के लिए, त्रिगुणीय धनात्मक इलेक्ट्रोड पदार्थों के लिए, संघनन घनत्व में प्रत्येक 0.2 ग्राम/सेमी³ की वृद्धि से बैटरी इकाई के ऊर्जा घनत्व में 8-10 क/किलोग्राम की संबंधित वृद्धि हो सकती है, जो सीधे बैटरी की रेंज में सुधार में योगदान देती है; दूसरी ओर, यह इलेक्ट्रोड के आंतरिक प्रतिरोध को कम कर सकता है, इलेक्ट्रॉनों और आयनों की चालकता दक्षता को अनुकूलित कर सकता है, जिससे बैटरी का चार्जिंग और डिस्चार्जिंग तेज हो जाता है, ऊर्जा हानि कम होती है, और चार्जिंग और डिस्चार्जिंग चक्रों की स्थिरता में सुधार होता है।
इलेक्ट्रोड की संरचनात्मक अखंडता और सुरक्षा सुनिश्चित करना:बिना दबाए पाउडर पदार्थ ढीले और नाजुक होते हैं, जो बैटरी असेंबली और उपयोग के लिए आवश्यक यांत्रिक शक्ति को पूरा नहीं कर पाते। पाउडर प्रेस मशीन तीन चरणों वाली निर्माण प्रक्रिया का उपयोग करती है। सबसे पहले, पाउडर में मौजूद हवा और अतिरिक्त रिक्त स्थानों को हटाने के लिए इसे प्री-प्रेस किया जाता है, जिससे मोल्डिंग के बाद छिद्र और परतदार होने जैसी कमियों से बचा जा सके; फिर, कणों को आपस में कसकर चिपकाने के लिए मुख्य दबाव डाला जाता है; अंत में, होल्डिंग प्रेशर प्रक्रिया के माध्यम से, दबाव मोल्ड किए गए टुकड़े के सभी भागों में समान रूप से वितरित किया जाता है, जिससे इलेक्ट्रोड संरचना सघन, मोटाई एकसमान और पर्याप्त यांत्रिक शक्ति वाली होती है। यह बैटरी असेंबली, चार्जिंग और डिस्चार्जिंग चक्रों के दौरान तनाव के प्रभावों का प्रभावी ढंग से सामना कर सकती है, इलेक्ट्रोड के टूटने और पाउडर के झड़ने के जोखिम को कम करती है, जिससे बैटरी का चक्र जीवन बढ़ता है और शॉर्ट सर्किट जैसे सुरक्षा जोखिम कम होते हैं।
यह अनुसंधान एवं विकास तथा बड़े पैमाने पर उत्पादन दोनों ही स्थितियों के लिए उपयुक्त है और उद्योग के संपूर्ण विकास चक्र में सहयोग प्रदान करता है।अनुसंधान एवं विकास (आर एंड डी) परिदृश्य में, छोटी टैबलेट प्रेस विभिन्न प्रक्रिया मापदंडों के साथ नमूनों को शीघ्रता से तैयार कर सकती है, जिससे अनुसंधान एवं विकास कर्मियों को नए पदार्थों की संपीड़न विशेषताओं, मोल्डिंग प्रभावों और विद्युत रासायनिक गुणों का कुशलतापूर्वक परीक्षण करने में सहायता मिलती है, और नए पदार्थों और प्रक्रियाओं के अनुसंधान एवं विकास चक्र में उल्लेखनीय कमी आती है। इसके द्वारा तैयार किए गए नमूनों का प्रदर्शन पारंपरिक मैनुअल मोल्डिंग विधि की तुलना में 10% से अधिक बेहतर होता है, जो तकनीकी सफलताओं के लिए मजबूत समर्थन प्रदान करता है। बड़े पैमाने पर उत्पादन परिदृश्य में, पूर्णतः स्वचालित टैबलेट प्रेस, फ्रंट-एंड मिक्सिंग उपकरण और रियर-एंड इलेक्ट्रोड कटिंग उपकरण के साथ जुड़ाव के माध्यम से, इलेक्ट्रोड का निरंतर और मानकीकृत उत्पादन सुनिश्चित करती है। यह न केवल बड़े पैमाने पर उत्पादन में उत्पाद की गुणवत्ता की स्थिरता सुनिश्चित करती है, बल्कि उत्पादन दक्षता में भी उल्लेखनीय सुधार करती है और इकाई उत्पादन लागत को कम करती है, जो बड़े पैमाने पर बैटरी उद्योग के विस्तार के लिए मुख्य आधार है।
3. चयन मानदंड (मुख्य आवश्यकताओं के आधार पर प्राथमिकता के अनुसार क्रमबद्ध)
उपयोग परिदृश्यों और उत्पादन क्षमता आवश्यकताओं का सटीक मिलान:टैबलेट प्रेस चुनने के लिए यह प्राथमिक शर्त है। यदि इसका उपयोग प्रयोगशाला अनुसंधान या छोटे पैमाने पर प्रायोगिक उत्पादन के लिए किया जाता है, तो एक छोटे आकार की उच्च परिशुद्धता वाली टैबलेट प्रेस उपयुक्त होती है।एन टैबलेट प्रेस इसे प्राथमिकता के रूप में चुना जाना चाहिए। जिन मुख्य मापदंडों पर ध्यान केंद्रित करना है उनमें बल मापन सटीकता (कम से कम 0.5 ग्रेड की आवश्यकता), विस्थापन रिज़ॉल्यूशन (माइक्रोमीटर स्तर, 0.04 μm और उससे नीचे बेहतर है), दबाव समायोजन शामिल हैं।यह एक ऐसी स्वचालित टैबलेट प्रेस मशीन होनी चाहिए जो प्रयोगशालाओं में आमतौर पर उपयोग की जाने वाली 5-50 के.एन. की भार सीमा के लिए उपयुक्त हो, और इसमें कई लोडिंग मोड (जैसे स्थिर दबाव, स्थिर विस्थापन और ग्रेडिएंट दबाव) के साथ-साथ परीक्षण डेटा की स्वचालित रिकॉर्डिंग और ट्रेसबिलिटी की सुविधा होनी चाहिए, जिससे शोधकर्ताओं को विभिन्न प्रक्रिया मापदंडों के प्रभाव की तुलना और विश्लेषण करने में आसानी हो। यदि इसका उपयोग औद्योगिक बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए किया जाता है, तो एक बड़े आकार की स्वचालित टैबलेट प्रेस को प्राथमिकता दी जानी चाहिए। मुख्य संकेतकों में उत्पादन क्षमता (उत्पादन लाइन की समग्र लय के अनुरूप), निरंतर संचालन स्थिरता (जितना अधिक दोषरहित संचालन समय होगा, उतना बेहतर), मोल्ड बदलने की दक्षता (30 मिनट बेहतर है, जिससे उत्पादन लाइन का डाउनटाइम कम होता है), और अन्य उत्पादन उपकरणों के साथ एक लिंकेज इंटरफ़ेस होना और स्वचालित उत्पादन लाइन के एकीकरण का समर्थन करना शामिल है।
मुख्य तकनीकी मापदंडों और सामग्री विशेषताओं की अनुकूलता:इलेक्ट्रोड सामग्री के गुण (जैसे कठोरता, कण आकार, तरलता, आसंजन क्षमता आदि) टैबलेट प्रेस के मापदंडों की आवश्यकताओं को सीधे निर्धारित करते हैं। यह सुनिश्चित करना आवश्यक है कि उपकरण के मुख्य मापदंड सामग्री की विशेषताओं से मेल खाते हों। पहला, दबाव सीमा: बैटरी इलेक्ट्रोड को दबाने के लिए दबाव की आवश्यकता आमतौर पर 5 से 300 के.एन. के बीच होती है। अधिक कठोरता वाली सामग्रियों (जैसे कुछ धनात्मक इलेक्ट्रोड त्रिगुणीय सामग्री) के लिए उच्च दबाव सीमा वाले उपकरण की आवश्यकता होती है; दूसरा, दबाव धारण समय: यह 0.1 से 0.5 सेकंड की समायोज्य सीमा के भीतर होना चाहिए, जिसे सामग्री की तरलता के अनुसार समायोजित किया जाता है ताकि अपर्याप्त दबाव के कारण ढीली संरचना या अत्यधिक दबाव के कारण उत्पादन क्षमता प्रभावित न हो; इसके अतिरिक्त, दबाए गए टुकड़े की आकार सटीकता (मोटाई सहनशीलता, समतलता) और मोल्ड की अनुकूलता (विभिन्न आकारों और आकृतियों के इलेक्ट्रोड का समर्थन) की भी उत्पादन या परीक्षण आवश्यकताओं के अनुसार पुष्टि की जानी चाहिए ताकि लक्षित संकुचित घनत्व और उत्पाद विनिर्देशों को सटीक रूप से प्राप्त किया जा सके।
सुरक्षा संरक्षण और बुद्धिमान नियंत्रण क्षमताएं:टैबलेट प्रेस के संचालन के दौरान, उच्च दबाव वाली यांत्रिक क्रियाएं शामिल होती हैं। सुरक्षा एक महत्वपूर्ण पहलू है। ऐसे उपकरण का चयन करना उचित है जो दोहरी सुरक्षा व्यवस्था से सुसज्जित हो, जिसमें एक मजबूत स्टील प्लेट सुरक्षात्मक फ्रेम (उपकरण की खराबी के कारण पुर्जों को उड़ने से रोकने के लिए) और एक पारदर्शी ऑर्गेनिक ग्लास अवलोकन खिड़की (संचालन की स्थिति का वास्तविक समय में अवलोकन करने और सुरक्षा प्रदान करने के लिए) शामिल हो। साथ ही, इसमें अधिक दबाव की स्थिति में स्वचालित दबाव राहत और आपातकालीन शटडाउन जैसी सुरक्षा सुविधाएं भी होनी चाहिए। सिस्टम का दबाव निर्धारित सीमा से अधिक होने या असामान्य स्थिति उत्पन्न होने पर, यह सुरक्षा जोखिमों को कम करने के लिए बिजली आपूर्ति को तुरंत बंद कर सकता है।
उद्योग के विकास और दीर्घकालिक अनुकूलता की मांगों को पूरा करना:नई ऊर्जा बैटरियों की तकनीक तेजी से विकसित हो रही है। टैबलेट प्रेस का चयन करते समय, वर्तमान आवश्यकताओं और भविष्य में उन्नयन की संभावनाओं दोनों पर विचार करना आवश्यक है। एक ओर, टर्मिनल स्तर पर अनुप्रयोग परिदृश्यों (जैसे बैटरी पावर सप्लाई में उच्च ऊर्जा घनत्व की मांग और ऊर्जा भंडारण बैटरियों में लंबे चक्र जीवन की आवश्यकता) को ध्यान में रखते हुए, विभिन्न पाउडर फॉर्मूलेशन (जैसे सिलिकॉन-कार्बन नेगेटिव इलेक्ट्रोड, उच्च-निकल त्रिगुणीय पॉजिटिव इलेक्ट्रोड और अन्य नई सामग्री) के साथ संगत उपकरण का चयन करना और सामग्री या प्रक्रिया उन्नयन के कारण उपकरण के असंगत होने की स्थिति से बचने के लिए प्रक्रिया मापदंडों को लचीले ढंग से समायोजित करने में सक्षम होना आवश्यक है। दूसरी ओर, उद्योग में प्रचलित तकनीकी मानकों और विकास प्रवृत्तियों को ध्यान में रखते हुए, सटीकता, स्थिरता और स्वचालन स्तर के संदर्भ में उन्नयन की क्षमता वाले उपकरण का चयन करना आवश्यक है।
