Pin lithium đang trở thành một ngành công nghiệp lớn ở Việt Nam, từ pin xe điện, pin lưu trữ đến pin cho thiết bị cầm tay. Trong nhà máy pin, có một công đoạn mà chất lượng con dao quyết định trực tiếp độ an toàn của sản phẩm: chia cuộn điện cực.

Chia cuộn điện cực nằm ở đâu trong quy trình

Điện cực dương và điện cực âm được làm bằng cách tráng lớp vật liệu hoạt tính lên lá nhôm (cực dương) và lá đồng (cực âm), sấy khô rồi cán ép cho đạt độ dày. Cuộn điện cực khổ lớn sau đó được chia dọc thành nhiều dải hẹp đúng bề rộng của cell pin. Sau chia cuộn mới đến cắt ngang hoặc dập tạo hình, rồi cuộn hoặc xếp lớp.

Chia cuộn điện cực thường dùng kiểu cắt kéo bằng dao đĩa: một dao tròn phía trên, một dao tròn phía dưới, cắt vật liệu khi cuộn đang chạy liên tục. Yêu cầu chung là kích thước chính xác, mép cắt phẳng, không bavia, ít khuyết tật và không làm hỏng lớp phủ.

Vì sao bavia là lỗi nghiêm trọng nhất

Bavia hình thành khi vật liệu ở mép bị kéo ra trong lúc hai lưỡi dao tách vật liệu. Vật liệu càng dẻo thì càng dễ tạo bavia, mà lá đồng và lá nhôm đều là kim loại rất dẻo.

Theo tạp chí chuyên ngành Converting Quarterly, bavia trên mép lá điện cực có thể gãy ra thành hạt kim loại cỡ micromet và gây lỗi cho cell pin. Trong cell, điện cực dương và âm chỉ cách nhau một lớp màng ngăn rất mỏng. Một mẩu kim loại sắc nằm sai chỗ có thể chọc thủng màng ngăn, tạo đường chập bên trong. Vì vậy nhiều nhà máy pin kiểm soát bavia và bụi ở mép điện cực rất chặt, chặt hơn hẳn các ngành giấy hay màng nhựa.

Ngoài bavia, mép cắt kém còn gây bong lớp phủ hoạt tính, sinh bụi vật liệu, và mép dải bị gợn sóng làm cuộn sau đó không phẳng.

Những yếu tố của dao ảnh hưởng tới mép cắt

Hãng dao Dienes (Đức), chuyên dao chia cuộn cho lá pin và màng ngăn, nhấn mạnh rằng thách thức chính ở đây là hạn chế mài mòn lưỡi dao và giảm bụi cắt. Các yếu tố thiết kế quan trọng gồm:

• Góc lưỡi cắt: quyết định lực cắt và cách vật liệu tách ra ở mép.
• Độ bóng bề mặt: mặt dao mài gương giảm ma sát, giảm bám bụi và phoi.
• Độ phẳng và độ song song: dao vênh làm mép cắt chạy lắc, khe hở thay đổi theo vòng quay.
• Cặp vật liệu dao trên, dao dưới: hai dao phải được chọn cùng nhau để mòn đều và giữ mép sắc ổn định.

Cộng thêm các thông số cài đặt trên máy: khe hở và độ chồng giữa hai dao, lực ép, tốc độ dao so với tốc độ vật liệu. Bộ dao tròn trên dưới tốt nhưng cài đặt sai vẫn cho mép có bavia.

Carbide hay thép gió bột

Với điện cực có lớp phủ cứng và mài mòn, carbide thường là lựa chọn chính cho dao tròn chia cuộn. Ngoài dao cơ khí, một số dây chuyền mới dùng laser để chia điện cực, tránh tiếp xúc trực tiếp, nhưng vẫn có vùng ảnh hưởng nhiệt ở mép cắt. Dao cơ khí vẫn được dùng rộng rãi nhờ chi phí đầu tư thấp hơn.

DTS cung cấp dao tròn hợp kim carbide cho máy chia cuộn điện cực, đặt theo kích thước trục và yêu cầu mép cắt của từng nhà máy. Với lá đồng dùng cho mạch in, xem thêm bài về dao cắt tấm phủ đồng, lá đồng, prepreg.

Theo dõi dao trong sản xuất

1. Kiểm tra mép dải điện cực dưới kính hiển vi theo ca, ghi nhận chiều cao bavia.
2. Theo dõi số mét chạy của mỗi bộ dao, thay hoặc mài trước khi bavia vượt ngưỡng của nhà máy.
3. Lắp hút bụi tại vị trí dao và vệ sinh dao định kỳ.
4. Mài lại dao trên và dao dưới theo cặp, giữ đúng góc lưỡi gốc, kiểm tra mép sau mài dưới kính hiển vi.
5. Đo độ phẳng và độ dày từng dao trước khi lắp để tránh sai số cộng dồn khi nhiều dao cùng trục.

Dịch vụ mài dao công nghiệp của DTS nhận mài lại dao tròn carbide gửi từ các tỉnh.

Liên hệ DTS

Khách ở TP HCM, Bình Dương, Đồng Nai được đo dao tận nơi miễn phí. Các nhà máy pin và linh kiện ở Hải Phòng, Bắc Ninh, Vĩnh Phúc hay Long An có thể gửi bản vẽ dao, model máy chia cuộn và yêu cầu bavia qua email hoặc Zalo để được tư vấn vật liệu và báo giá.