فرآیند پوشش در تولید باتری های لیتیوم یون چه چیزی را شامل می شود؟

به خوبی شناخته شده است که بستر برای الکترود مثبت در باتری های لیتیوم یون، فویل آلومینیومی است، در حالی که بستر برای الکترود منفی، فویل مس است. پس از فرآیند پوشش، این مواد به رول های ورق های الکترود مثبت و منفی برای استفاده در مراحل بعدی تولید تبدیل می شوند. کیفیت این ورق های الکترود تا حد زیادی ویژگی های عملکرد باتری را مشخص می کند. بنابراین، پوشش الکترود یک مرحله حیاتی در فرآیند کلی تولید باتری است!

فن آوری پوشش از روش های اولیه مانند پوشش غوطه وری و پوشش اکستروژن به پیشرفته ترین پوشش دو طرفه همزمان تکامل یافته است - پیشرفت هایی با هدف افزایش کیفیت پوشش و عملکرد ورق های الکترود. تولید باتری های لیتیوم یون قابل اعتماد معمولاً به تجهیزات پوشش الکترود با کیفیت بالا و هزینه بالا نیاز دارد.

ACEY-HFC260دستگاه پوشش فیلمبه فرآیند پوشش مداوم کاتد و الکترود آند باتری های لیتیوم یون اختصاص داده شده است، مناسب برای آزمایش های مقیاس کوچک در کالج ها و شرکت ها.

جریان عمومی فرآیند پوشش به شرح زیر است: بستر پوشش (ورقه فلزی) توسط یک واحد بازکن باز می شود و به دستگاه پوشش تغذیه می شود. پس از اینکه انتهای زیرلایه بر روی یک میز اتصال به هم وصل شد تا یک نوار پیوسته تشکیل شود، مواد از طریق یک واحد کشش به تنظیم تنش و سیستم‌های هدایت لبه خودکار عبور می‌کنند. پس از تنظیم تنش در حال اجرا و تراز، بستر وارد واحد پوشش می شود. در داخل واحد پوشش، دوغاب الکترود بر اساس وزن پوشش از پیش تعیین شده و مشخصات طول شکاف بدون پوشش بر روی بستر اعمال می شود. برای پوشش دو طرفه، سیستم به طور خودکار ضلع دوم را بر اساس وضعیت پوشش و طول شکاف ضلع اول ردیابی و تراز می کند. ورق های الکترود پوشش داده شده مرطوب سپس به داخل یک تونل خشک کن منتقل می شوند. دمای خشک کردن بر اساس سرعت و ضخامت پوشش تنظیم می شود. پس از خشک شدن، ورق های الکترود قبل از اینکه برای مرحله فرآیند بعدی به صورت رول پیچانده شوند، تحت تنظیم کشش و هدایت خودکار لبه قرار می گیرند.

پوشش‌های دوغاب الکترود نسبتاً ضخیم با وزن‌های پوششی بالا هستند و در نتیجه بار خشک شدن قابل‌توجهی دارند. در حال حاضر، صنعت به طور گسترده ای از فناوری خشک کردن برخورد با هوای گرم استفاده می کند. فویل آلومینیومی که به عنوان بستر الکترود مثبت استفاده می شود، از نظر شیمیایی بسیار واکنش پذیر است و مستعد اکسیداسیون است. با این حال، یک فیلم اکسید متراکم بر روی سطح آن در طول تولید تشکیل می‌شود و از اکسیداسیون بیشتر جلوگیری می‌کند. از آنجایی که این لایه اکسید سطحی نازک، متخلخل، نرم و بسیار جاذب است، قرار گرفتن در معرض محیط های با دمای بالا و رطوبت بالا می تواند به فیلم آسیب برساند و واکنش اکسیداسیون را تسریع کند. در حال حاضر، اکثر فرآیندهای تولید از پوشش یک طرفه استفاده می کنند. در حالی که یک طرف پوشش داده می شود، طرف دیگر کاملاً در معرض هوای گرم باقی می ماند. دمای هوای گرم مورد استفاده برای خشک کردن (در سیستم های مبتنی بر حلال) معمولاً حدود 130 درجه سانتیگراد است. اگر رطوبت هوای گرم به طور موثر کنترل نشود، اکسیداسیون فویل آلومینیومی تشدید می شود و چسبندگی بین مواد کاتد و فویل را به خطر می اندازد یا در موارد شدید باعث لایه لایه شدن مواد می شود.

برای پرداختن به کارایی انرژی و مسائل مربوط به اکسیداسیون فویل آلومینیومی مرتبط با تجهیزات پوشش یک طرفه، برخی از شرکت های پیشرو فناوری پوشش دو طرفه همزمان را توسعه داده اند. در حالی که این فناوری به طور موثر چالش اکسیداسیون را حل می کند، تجهیزات برای بسیاری از تولید کنندگان باتری استاندارد بسیار گران است.

به طور خلاصه، فرآیند پوشش برای باتری‌های لیتیوم یون بسیار پیچیده‌تر از یک توالی دو مرحله‌ای ساده از «کاربرد دوغاب و خشک کردن» است. از باز کردن بستر و تراز دو طرفه تا خشک کردن در هوای گرم و جلوگیری از اکسیداسیون، انتخاب هر پارامتر فرآیند برای کیفیت ورق الکترود نهایی بسیار مهم است. برای دستیابی به عملکرد، ایمنی و طول عمر بالا در باتری‌های لیتیوم یونی، شرکت‌ها باید به سرمایه‌گذاری هنگفت در تجهیزات پوشش، توسعه فناوری فرآیند و قابلیت‌های کنترل محیطی ادامه دهند. همانطور که فناوری پوشش دو طرفه همزمان بالغ می شود، انتظار می رود این فرآیند تعادل بهتری بین هزینه و عملکرد ایجاد کند و در نتیجه کل صنعت باتری لیتیومی را به سمت کیفیت بالاتر و مصرف انرژی کمتر سوق دهد.

ایسی نیو انرژیمتخصص در تحقیق و ساخت تجهیزات پیشرفته برای باتری های لیتیوم یون است. ما می توانیم راه حل یک مرحله ای برای خط تولید باتری لیتیوم یونی برای باتری استوانه ای، سلول سکه ای، سلول کیسه ای ارائه دهیم.