Разработка на литиево покритие: едностранно покритие→ двустранно покритие
Покритие процес е процес, базиран на изследване на свойствата на течността, който включва покриване на един или повече слоя течност върху субстрат. Субстратът обикновено е гъвкав филм или поддържаща хартия и след това покритото течно покритие се изсушава в пещ или се втвърдява, за да се образува специален функционален филмов слой.
Процесът на покритие на електрод на литиево-йонна батерия има свои собствени характеристики:
1) Двустранно еднослойно покритие на свой ред, повечето от машините за двустранно покритие на пазара също имат двустранно покритие на свой ред
2) Мокрото покритие от суспензия е по-дебело, обикновено 100 ~ 300 μm
3) Суспензията е ненютонова течност с висок вискозитет
4) В сравнение с продуктите за общо покритие, изискванията за точност на покритието на електродите са високи
5) Основният материал на покритието еалуминиево фолио илиМедно фолио с дебелина 4~30 μm
Понастоящем индустрията за литиево-йонни батерии използва широко технология за нанасяне на покритие чрез екструдиране на прорези за производство на листове с електроди на батерии. Технологията за екструзионно покритие може да получи покритие с висока точност, но също така може да се използва за покритие с течност с по-висок вискозитет. В действителния процес еднородността, стабилността, ръбовете и повърхностните ефекти на покриващия разтвор се влияят от реологичните свойства на покриващия разтвор, което директно определя качеството на покритието. Много изследователи са ангажирани с изучаването на прозорци с покритие посредством теоретичен анализ, технология за експерименти с покритие, технология на крайните елементи на механиката на флуидите и други изследователски методи. Прозорецът за нанасяне на покритие е работният диапазон на процеса, в който може да се нанесе стабилно покритие и да се получи равномерно покритие, което се влияе от три вида фактори:
1)характеристики на течността, като вискозитет μ, повърхностно напрежение σ, плътност ρ;
2)геометрични параметри на матрицата за екструдиране, като разстояние между покритието H, размер на прореза на матрицата w;
3)Параметри на процеса на нанасяне на покритие, като скорост на нанасяне на покритие v, поток на подаване на суспензия Q и др.
По принцип машината за нанасяне на покритие използва серво мотор с прецизен планетарен редуктор за директно задвижване на валяка за нанасяне на покритие. Серво моторът трябва да промени входния сигнал в ъгловото изместване или изхода на ъгловата скорост на въртящия се вал, а управлението и скоростта на въртящия се вал се променят с посоката на напрежението и размера на сигнала (импулсна форма). Следователно, флуктуацията на захранването на сервомотора също може да повлияе на точността на покритието, а обикновеното захранване на еднофазния тиристорен токоизправител има много висок капацитет на флуктуация при ниска скорост, което значително ще намали качеството на покритието.
В същото време системата за подаване на суспензия от батерии също ще причини нестабилност в количеството на покритието, тъй като захранващият клапан с ниска точност, пневматичната мембранна помпа и нестабилното въздушно налягане на помпата ще предизвикат потока на суспензията при входа на главата на матрицата и налягането е нестабилно и скоростта на потока на суспензията при изхода на процепа на матрицата ще се промени.
Накратко, основната цел на нанасянето на покритие е да се получи равномерно полюсно покритие. Еднаквите и стабилни условия на покритие трябва да отговарят на следните условия:
1) Свойството на суспензията е стабилно, не се утаява, вискозитетът, съдържанието на твърдо вещество и т.н. не се променят;
2) Захранването на суспензията е стабилно, образувайки равномерно и стабилно състояние на потока вътре в главата на матрицата или върху ролката за нанасяне на покритие и ролката за трансфер;
3) Процесът на нанасяне на покритие формира стабилно поле на потока между матрицата и валяка за нанасяне на покритие в обхвата на прозореца за нанасяне на покритие;
4) Фолиото за ходене е стабилно, без плъзгане, сериозно разклащане и сгъване: контрол на напрежението и корекцията.
Следователно, оборудването за нанасяне на покритие на полярна листова каша се превърна в едно от ключовите съоръжения за успешното разработване и производство на литиево-йонни батерии. Точността на покритието на машината за покритие е неизбежно свързана с вискозитета на пастата, оборудването и процеса на покритие, а качеството на покритието е пряко свързано с качеството на батерията. От гледна точка на протичането на процеса, нанасянето на покритие е ключовият процес в процеса на подготовка на клетките, от гледна точка на стойността на оборудването е ключовият процес в процеса на подготовка на клетките (серийна цена от висок клас над 10 милиона ), от гледна точка на нелинейното управление е ключовият процес в процеса на подготовка на клетките; Еднородността на покритието, консистенцията, подравняването, стабилността на печене, дифузията на свързващото вещество, стабилността на повърхностната плътност са тясно свързани с това. В същото време ефективността на покритието е пряко свързана с цената, скоростта на преминаване и други практически показатели.
В първите дни,машина за нанасяне на покритие на литиево-йонна батерия обикновено е едностранно покритие, ролка от полюсен филм два пъти, първо A странично покритие сухо след навиване и след това B-странично покритие. По-късно производителят на оборудването разработи двустранна машина за нанасяне на покритие, основно обработка на сгъване, главите на матрицата за нанасяне на покритие се поставят от двете страни на пещта за нанасяне на покритие, първо страна на покритие A от едната страна, влиза във фурната, за да изсъхне, и след това страна на покритие B върху другата страна, отново влизайки в двуслойната пещ, за да изсъхне, и след това навийте, за да завършите процеса на нанасяне на покритие от двете страни.
