1 Princip a účel procesu válcování
Proces válcování je válcování lisování směsi kladných a záporných elektrodových materiálů baterií s aktivními látkami, vodivými činidly, pojivy atd., aby se vytvořila hustá struktura. Hlavním účelem lisování válečkem je udržet povrch pólového nástavce hladký a plochý a zabránit potenciálnímu zkratu baterie způsobenému otřepy prorážejícími separátor na povrchu pólového nástavce. Zhutněte materiál elektrody potažený na sběrači proudu elektrody, abyste snížili objem elektrody a zlepšili hustotu energie baterie. Utěsnit kontakt mezi aktivní látkou a částicemi vodivého činidla a zlepšit elektronickou vodivost. Zvyšte pevnost vazby mezi potahovým materiálem a sběračem proudu, omezte výskyt ztráty prášku během procesu cyklování elektrod baterie a zlepšujte životnost a bezpečnost lithiových baterií.
2 Proces lisování rolí
1. Příprava materiálu:Materiály kladných a záporných elektrod baterie naneste směsí vodivých činidel, pojiv atd. na hliníkovou nebo měděnou fólii podle požadavků procesu.
2. Uvedení válcového lisu do provozu:Umístěte kladný a záporný pól baterie do válcového lisu a upravte tlak, napětí a rychlost válce tak, aby se přizpůsobila velikosti procesu a požadavkům baterie.
3. Proces válcování:Válcovací stroj se rozběhne a válce přitlačí kladné a záporné elektrodové desky baterie, což způsobí, že aktivní materiál podstoupí fyzikální reakce se směsí vodivých činidel, pojiv atd., vytvoří hustou strukturu a dosáhne požadované tloušťky zhutnění. pro proces.
3 Faktory ovlivňující účinek procesu válcování
1. Tlak a rychlost válce:Tlak a rychlost válce jsou důležitými faktory ovlivňujícími efektivitu procesu válcování. Nadměrný tlak na válec může způsobit nadměrnou deformaci materiálů kladných a záporných elektrod baterie, což ovlivňuje životnost baterie; Nadměrná rychlost válce může vést k nedostatečnému zhutnění směsi materiálů kladných a záporných elektrod, aktivních materiálů, vodivých činidel, pojiv atd. v baterii, což ovlivňuje hustotu energie baterie.
2. Vlastnosti materiálů kladných a záporných elektrod:Různé materiály kladných a záporných elektrod mají různé hustoty zhutnění a pro zpracování je třeba zvolit vhodné parametry válcování.
3. Vlastnosti směsí účinných látek s vodivými činidly, pojivy atd.:Koncentrace a složení směsi aktivních látek s vodivými činidly, pojivy atd. může ovlivnit tloušťku válcování kladných a záporných elektrodových plechů baterie.
4. Výkon válcového lisu:Výkon válcového lisu také ovlivňuje účinek procesu válcování. Například přesnost, stabilita a řídicí systém válcového lisu mohou ovlivnit kvalitu a účinnost válcového lisu.
4 Vliv procesu válcování na výkon baterie
1. Hustota energie:Během procesu válcování válečkové kolo stlačuje materiály kladné a záporné elektrody baterie, čímž se zmenšuje tloušťka desek kladné a záporné elektrody, a tím se zvyšuje hustota energie baterie.
2. Životnost cyklu:Během procesu válcování válečkové kolo stlačuje materiály kladné a záporné elektrody baterie, zlepšuje přilnavost prášku kladné a záporné elektrody, zlepšuje strukturu a stabilitu materiálů kladných a záporných elektrod baterie, snižuje vnitřní odpor a kapacitu. degradaci baterie, a tím zlepšení životnosti baterie.
3. Bezpečnost:Proces válcování může zvětšit kontaktní plochu mezi materiály kladné a záporné elektrody baterie a směsí aktivních látek, vodivých činidel, pojiv atd., čímž se zlepší reakční rychlost a účinnost přenosu náboje baterie a zvýší se její bezpečnost.
4. Vnitřní odpor:Proces válcování může zlepšit vodivou síť elektrody, snížit vnitřní odpor baterie a zvýšit výkon nabíjení a vybíjení baterie.
Proces válcování má však také některé nepříznivé účinky. Například válcování výrazně snižuje poréznost elektrody, což vede ke snížení účinnosti infiltrace elektrolytu, zvýšení transportního odporu Li+ a zvýšení polarizace elektrody. Kromě toho se po válcování zvyšuje pevnost v tahu a Youngův modul pólového nástavce, slábne elasticko-plastická deformace a zvyšuje se křehkost. V následných procesech řezání a navíjení se snadno vytvoří koncentrace napětí a velký vnitřní tlak, což vede ke snížení výkonu pólového nástavce.
5 Běžné problémy a řešení procesu válcování
1. Nerovnoměrná tloušťka polarizátoru:To je způsobeno především nerovnoběžností mezi osou válce a osou každého válce. Tento problém lze vyřešit nastavením rovnoběžnosti každé osy válce.
2. Důlky na povrchu polarizátoru:To je způsobeno především únavovou důlkovou korozí na povrchu válcovny. Souvisí to s materiálem válcovny, nerovnoměrnou metalografickou strukturou při tepelném zpracování, špatnou únavovou pevností povrchu válcovny a drsností povrchu válcovny. Tento problém lze vyřešit zlepšením procesu zpracování materiálu a tepelného zpracování válcovny, zvýšením únavové pevnosti povrchu válcovny a optimalizací drsnosti povrchu válcovny.
3. Odskok tloušťky během válcování tyčí:To je způsobeno především velkou zbytkovou elastickou deformací a vysokou vlhkostí prostředí po válcování pólů. Elastickou deformaci polarizátoru lze snížit optimalizací parametrů válcování, řízením vlhkosti prostředí a přijetím procesu válcování za tepla, čímž se sníží odraz tloušťky.
4. Nerovnoměrný tvar desky polarizátoru:Je to způsobeno především nerovnoměrnou deformací během válcování polarizátoru, malým a nerovnoměrným napětím před a po nebo chybami v tloušťce povlaku polarizátoru. Tento problém lze vyřešit optimalizací parametrů procesu válcování, úpravou napětí před a po a zlepšením konzistence tloušťky povlaku polarizátoru.
6 Trend vývoje technologie válcového lisování
S neustálým vývojem technologie lithiových baterií se také proces válcování neustále inovuje a zlepšuje. Mezi budoucí trendy vývoje patří:
1. Miniaturizace a integrace zařízení:Aby se zvýšila efektivita výroby, vyvíjejí se válcové lisy směrem k miniaturizaci a integraci. V současnosti dosáhla nejdelší délka válečkového tělesa 1600 mm a v budoucnu se může dále zvětšovat.
2. Vylepšená úroveň inteligence:Společnosti vyrábějící energii a akumulátory mají kvůli své velké výrobní kapacitě vyšší požadavky na úroveň inteligence rolovacích zařízení. Například válcovací lisovací zařízení s vysokou automatizací a doprovodnými detekčními metodami budou stále oblíbenější.
3. Aplikace procesu válcování za tepla:Aby se zlepšila kontinuita výrobní linky a snížilo se lámání pásu, přední výrobci lithiových baterií mají tendenci používat proces válcování za tepla. Proces válcování za tepla může snížit vnitřní napětí, pravděpodobnost odrazu a odolnost polarizátoru proti deformaci a zlepšit kvalitu polarizátoru.
4. Optimalizace parametrů válcování:Optimalizace parametrů odvalování je klíčem ke zlepšení výkonu baterie. V budoucnu budeme průběžně optimalizovat parametry odvalování pomocí experimentů a simulací, abychom dosáhli lepšího výkonu baterie.
Proces válcování lithiových baterií je důležitým článkem ve výrobním procesu lithium-iontových baterií. Přiměřeným řízením parametrů válcování a podmínek procesu lze získat lithium-iontové baterie s vynikajícím výkonem. Mezitím, s nepřetržitým vývojem technologie, se proces válcování bude také nadále inovovat a zlepšovat, aby vyhovoval potřebám baterií s vyšším výkonem.