Co obejmuje proces powlekania w produkcji baterii litowo-jonowych?

Powszechnie wiadomo, że podłożem dla elektrody dodatniej w akumulatorach litowo-jonowych jest folia aluminiowa, natomiast podłożem dla elektrody ujemnej jest folia miedziana. Po procesie powlekania materiały te przekształcane są w rolki arkuszy elektrod dodatnich i ujemnych do wykorzystania w kolejnych etapach produkcji. Jakość tych arkuszy elektrod w dużej mierze determinuje charakterystykę wydajności akumulatora; dlatego powlekanie elektrod jest krytycznym krokiem w całym procesie produkcji baterii!

Technologia powlekania ewoluowała od wczesnych metod, takich jak powlekanie zanurzeniowe i powlekanie przez wytłaczanie, do najnowocześniejszego jednoczesnego powlekania dwustronnego – postępy mające na celu poprawę jakości powlekania i wydajności arkuszy elektrod. Produkcja niezawodnych akumulatorów litowo-jonowych zazwyczaj wymaga wysokiej jakości, kosztownego sprzętu do powlekania elektrod.

ACEY-HFC260maszyna do powlekania foliizajmuje się ciągłym procesem powlekania katody i elektrody anodowej akumulatorów litowo-jonowych, odpowiednim do eksperymentów na małą skalę w szkołach wyższych i przedsiębiorstwach.

Ogólny przebieg procesu powlekania jest następujący: podłoże powlekające (folia metalowa) jest odwijane przez jednostkę odwijającą i podawane do maszyny powlekającej. Po połączeniu końców podłoża na stole łączącym w ciągły pas, materiał przechodzi przez zespół trakcyjny do systemów regulacji naprężenia i automatycznego prowadzenia krawędzi. Po ustawieniu naprężenia roboczego i wyrównania podłoże wchodzi do jednostki powlekającej. Wewnątrz jednostki powlekającej zawiesinę elektrod nakłada się na podłoże w sekcjach zgodnie z zadaną masą powłoki i specyfikacją długości szczeliny niepowlekanej. W przypadku powlekania dwustronnego system automatycznie śledzi i wyrównuje drugą stronę w oparciu o stan powłoki i długość szczeliny pierwszej strony. Powleczone na mokro arkusze elektrod są następnie transportowane do tunelu suszącego; Temperatury suszenia ustala się na podstawie szybkości i grubości powlekania. Po wyschnięciu arkusze elektrod poddawane są regulacji naprężenia i automatycznemu prowadzeniu krawędzi, zanim zostaną nawinięte na rolki do następnego etapu procesu.

Powłoki zawiesiny elektrod są stosunkowo grube i mają dużą masę powłoki, co powoduje znaczne obciążenie suszeniem. Obecnie w branży powszechnie stosuje się technologię suszenia uderzeniowego gorącym powietrzem. Folia aluminiowa, stosowana jako podłoże elektrody dodatniej, jest chemicznie wysoce reaktywna i podatna na utlenianie; jednakże podczas produkcji na jego powierzchni tworzy się gęsta warstwa tlenku, zapobiegając dalszemu utlenianiu. Ponieważ ta powierzchniowa warstwa tlenku jest cienka, porowata, miękka i silnie adsorbentna, narażenie na środowisko o wysokiej temperaturze i dużej wilgotności może uszkodzić warstwę i przyspieszyć reakcję utleniania. Obecnie większość procesów produkcyjnych wykorzystuje powlekanie jednostronne; podczas gdy jedna strona jest powlekana, druga pozostaje całkowicie wystawiona na działanie gorącego powietrza. Temperatura gorącego powietrza stosowanego do suszenia (w systemach na bazie rozpuszczalników) wynosi zazwyczaj około 130°C. Jeśli zawartość wilgoci w gorącym powietrzu nie jest skutecznie kontrolowana, utlenianie folii aluminiowej nasila się, pogarszając przyczepność pomiędzy materiałem katody a folią lub, w ciężkich przypadkach, powodując rozwarstwienie materiału.

Aby rozwiązać problemy związane z efektywnością energetyczną i utlenianiem folii aluminiowej związane z urządzeniami do powlekania jednostronnego, niektóre wiodące firmy opracowały technologię jednoczesnego powlekania dwustronnego. Chociaż technologia ta skutecznie rozwiązuje problem utleniania, sprzęt jest zbyt drogi dla wielu standardowych producentów akumulatorów.

Podsumowując, proces powlekania akumulatorów litowo-jonowych jest znacznie bardziej złożony niż prosta dwuetapowa sekwencja „nanoszenia zawiesiny i suszenia”. Od rozwijania podłoża i dwustronnego wyrównywania, po suszenie gorącym powietrzem i zapobieganie utlenianiu, wybór każdego parametru procesu ma kluczowe znaczenie dla jakości końcowego arkusza elektrody. Aby osiągnąć wysoką wydajność, bezpieczeństwo i trwałość akumulatorów litowo-jonowych, firmy muszą w dalszym ciągu intensywnie inwestować w sprzęt do powlekania, rozwój technologii procesowych i możliwości kontroli środowiska. Oczekuje się, że w miarę dojrzewania technologii jednoczesnego powlekania dwustronnego proces ten zapewni lepszą równowagę między kosztami a wydajnością, kierując w ten sposób całą branżę akumulatorów litowych w kierunku wyższej jakości i niższego zużycia energii.

Nowa Energiaspecjalizuje się w badaniach i produkcji wysokiej klasy sprzętu do akumulatorów litowo-jonowych. Możemy zapewnić kompleksowe rozwiązanie dla linii produkcyjnej akumulatorów litowo-jonowych do akumulatorów cylindrycznych, ogniw pastylkowych i ogniw etui.