1 Principiul și scopul procesului de laminare
Procesul de laminare este de a presa rulată un amestec de materiale electrozi pozitive și negative ale bateriilor cu substanțe active, agenți conductivi, lianți etc., pentru a forma o structură densă. Scopul principal al presării cu role este de a menține suprafața piesei polare netedă și plată și de a preveni potențialele scurtcircuite ale bateriei cauzate de bavurile care străpunge separatorul pe suprafața piesei polare. Compactați materialul electrodului acoperit pe colectorul de curent al electrodului pentru a reduce volumul electrodului și pentru a îmbunătăți densitatea de energie a bateriei. Faceți contactul dintre substanța activă și particulele de agent conductiv mai strâns și îmbunătățiți conductivitatea electronică. Îmbunătățiți rezistența de legătură între materialul de acoperire și colectorul de curent, reduceți apariția pierderii de pulbere în timpul procesului de ciclizare a electrozilor bateriei și îmbunătățiți durata de viață și performanța de siguranță a bateriilor cu litiu.
2 Procesul de presare cu role
1. Pregătirea materialului:Acoperiți materialele electrozilor pozitivi și negativi ai bateriei cu un amestec de agenți conductivi, lianți etc. pe folie de aluminiu sau folie de cupru, conform cerințelor procesului.
2. Punerea în funcțiune a presei cu role:Așezați piesele de pol pozitiv și negativ ale bateriei în presa cu role și reglați presiunea, tensiunea și viteza rolei pentru a se adapta la dimensiunea procesului și cerințele bateriei.
3. Procesul de laminare:Mașina de laminare începe să funcționeze, iar rolele presează plăcile electrozilor pozitive și negative ale bateriei, determinând materialul activ să sufere reacții fizice cu amestecul de agenți conductivi, lianți etc., formând o structură densă și obținând grosimea de compactare necesară pentru proces.
3 Factori care afectează efectul procesului de laminare
1. Presiunea și viteza rolei:Presiunea și viteza rolei sunt factori importanți care afectează eficacitatea procesului de laminare. Presiunea excesivă asupra rolei poate provoca deformarea excesivă a materialelor electrozilor pozitivi și negativi ai bateriei, afectând durata de viață a bateriei; Viteza excesivă a rolei poate duce la compactarea insuficientă a amestecului de materiale electrozi pozitive și negative, materiale active, agenți conductivi, lianți etc. din baterie, afectând densitatea energetică a bateriei.
2. Proprietățile materialelor electrozilor pozitivi și negativi:Diferitele materiale pentru electrozi pozitivi și negativi au densități de compactare diferite, iar parametrii de laminare adecvați trebuie selectați pentru prelucrare.
3. Proprietăți ale amestecurilor de substanțe active cu agenți conductivi, lianți etc.:Concentrația și compoziția amestecului de substanțe active cu agenți conductivi, lianți etc. pot afecta grosimea de rulare a foilor electrodului pozitiv și negativ al bateriei.
4. Performanța presei cu role:Performanța presei cu role afectează și efectul procesului de laminare. De exemplu, precizia, stabilitatea și sistemul de control al unei prese cu role pot afecta calitatea și eficiența presei cu role.
4 Influența procesului de rulare asupra performanței bateriei
1. Densitatea energiei:În timpul procesului de rulare, roata cu role comprimă materialele electrozilor pozitivi și negativi ale bateriei, reducând grosimea plăcilor electrodului pozitiv și negativ și crescând astfel densitatea de energie a bateriei.
2. Ciclu de viață:În timpul procesului de rulare, roata cu role presează materialele electrodului pozitiv și negativ al bateriei, îmbunătățind aderența pulberii electrodului pozitiv și negativ, îmbunătățind structura și stabilitatea materialelor electrodului pozitiv și negativ al bateriei, reducând rezistența și capacitatea internă. degradarea bateriei și, astfel, îmbunătățirea duratei de viață a bateriei.
3. Siguranță:Procesul de laminare poate crește aria de contact dintre materialele electrodului pozitiv și negativ al bateriei și amestecul de substanțe active, agenți conductivi, lianți etc., îmbunătățind astfel rata de reacție și eficiența transferului de încărcare a bateriei și sporind siguranța acesteia.
4. Rezistenta interioara:Procesul de rulare poate îmbunătăți rețeaua conductivă a electrodului, poate reduce rezistența internă a bateriei și poate îmbunătăți performanța de încărcare și descărcare a bateriei.
Cu toate acestea, procesul de laminare are și unele efecte adverse. De exemplu, rularea reduce semnificativ porozitatea electrodului, ducând la o scădere a eficienței de infiltrare a electrolitului, o creștere a rezistenței la transport Li+ și o creștere a polarizării electrodului. În plus, rezistența la rupere la tracțiune și modulul Young al piesei polare cresc după rulare, deformația elastic-plastică slăbește, iar fragilitatea crește. În procesele ulterioare de tăiere și înfășurare, concentrarea tensiunilor și presiunea internă mare se formează cu ușurință, ceea ce duce la degradarea performanței piesei polare.
5 Probleme comune și soluții ale procesului de laminare
1. Grosimea neuniformă a polarizatorului:Acest lucru se datorează în principal lipsei de paralelism dintre axa rolei și axa fiecărui role. Această problemă poate fi rezolvată prin ajustarea paralelismului fiecărei axe a rolei.
2. Pitting pe suprafața polarizatorului:Acest lucru este cauzat în principal de coroziunea prin oboseală pe suprafața laminoarei. Acest lucru este legat de materialul laminoarei, structura metalografică neuniformă în timpul tratamentului termic, rezistența slabă la oboseală a suprafeței laminoarei și rugozitatea suprafeței laminoarei. Această problemă poate fi rezolvată prin îmbunătățirea materialului și a procesului de tratament termic al laminoarei, îmbunătățirea rezistenței la oboseală a suprafeței laminoarei și optimizarea rugozității suprafeței laminoarei.
3. Recul de grosime în timpul rulării stâlpului:Acest lucru se datorează în principal deformării elastice reziduale mari și umidității ridicate a mediului după rularea stâlpului. Deformarea elastică a polarizatorului poate fi redusă prin optimizarea parametrilor de rulare, controlul umidității ambientale și adoptarea unui proces de laminare la cald, reducând astfel revenirea grosimii.
4. Forma neuniformă a plăcii polarizante:Acest lucru se datorează în principal deformării neuniforme în timpul rulării polarizatorului, tensiunii mici și inegale înainte și după sau erori în grosimea stratului de polarizare. Această problemă poate fi rezolvată prin optimizarea parametrilor procesului de laminare, ajustarea tensiunii înainte și după și îmbunătățirea consistenței grosimii de acoperire a polarizatorului.
6 Tendința de dezvoltare a tehnologiei de presare cu role
Odată cu dezvoltarea continuă a tehnologiei bateriilor cu litiu, procesul de laminare este, de asemenea, în mod constant inovator și îmbunătățit. Tendințele viitoare de dezvoltare includ:
1. Miniaturizarea și integrarea echipamentelor:Pentru a îmbunătăți eficiența producției, presele cu role se dezvoltă spre miniaturizare și integrare. În prezent, cea mai mare lungime a corpului rolei a ajuns la 1600 mm și poate continua să crească în viitor.
2. Nivel îmbunătățit de inteligență:Datorită capacității lor mari de producție, companiile de baterii de stocare a energiei și energiei au cerințe mai mari pentru nivelul de inteligență al echipamentelor de rulare. De exemplu, echipamentele de presare cu role cu automatizare ridicată și metode de detectare însoțitoare vor deveni din ce în ce mai populare.
3. Aplicarea procesului de laminare la cald:Pentru a îmbunătăți continuitatea liniei de producție și pentru a reduce ruperea benzilor, producătorii de top de baterii cu litiu tind să adopte procesul de laminare la cald. Procesul de laminare la cald poate reduce stresul intern, probabilitatea de rebound și rezistența la deformare a polarizatorului și poate îmbunătăți calitatea polarizatorului.
4. Optimizarea parametrilor de rulare:Optimizarea parametrilor de rulare este cheia îmbunătățirii performanței bateriei. În viitor, vom optimiza continuu parametrii de rulare prin experimente și simulări pentru a obține o performanță mai bună a bateriei.
Procesul de rulare a bateriilor cu litiu este o verigă importantă în procesul de producție a bateriilor litiu-ion. Prin controlul rezonabil al parametrilor de rulare și al condițiilor de proces, pot fi obținute baterii litiu-ion cu performanțe excelente. Între timp, odată cu dezvoltarea continuă a tehnologiei, procesul de laminare va continua, de asemenea, să inoveze și să se îmbunătățească pentru a satisface nevoile bateriilor de performanță superioară.