1 Princíp a účel procesu valcovania
Proces valcovania spočíva v lisovaní zmesi kladných a záporných elektródových materiálov batérií s aktívnymi látkami, vodivými činidlami, spojivami atď., aby sa vytvorila hustá štruktúra. Hlavným účelom lisovania valčekom je udržať povrch pólového nástavca hladký a plochý a zabrániť prípadnému skratu batérie spôsobenému ostrinami prepichnutými separátorom na povrchu pólového nástavca. Zhutnite materiál elektródy nanesený na zberači prúdu elektródy, aby ste znížili objem elektródy a zlepšili hustotu energie batérie. Upevnite kontakt medzi účinnou látkou a časticami vodivého činidla a zlepšite elektrickú vodivosť. Zvýšte pevnosť spojenia medzi poťahovým materiálom a zberačom prúdu, znížte výskyt straty prášku počas procesu cyklovania elektród batérie a zlepšite životnosť a bezpečnosť lítiových batérií.
2 Proces lisovania valcov
1. Príprava materiálu:Materiály kladných a záporných elektród batérie naneste zmesou vodivých činidiel, spojív atď. na hliníkovú fóliu alebo medenú fóliu podľa požiadaviek procesu.
2. Uvedenie valcového lisu do prevádzky:Umiestnite kladný a záporný pól batérie do valcového lisu a upravte tlak, napätie a rýchlosť valca tak, aby sa prispôsobili veľkosti procesu a požiadavkám batérie.
3. Proces valcovania:Valcovací stroj sa rozbehne a valce stlačia kladné a záporné elektródové dosky batérie, čo spôsobí, že aktívny materiál podstúpi fyzikálne reakcie so zmesou vodivých činidiel, spojív atď., čím sa vytvorí hustá štruktúra a dosiahne sa požadovaná hrúbka zhutnenia. pre proces.
3 Faktory ovplyvňujúce účinok procesu valcovania
1. Tlak a rýchlosť valca:Tlak a rýchlosť valca sú dôležité faktory ovplyvňujúce efektivitu procesu valcovania. Nadmerný tlak na valec môže spôsobiť nadmernú deformáciu materiálov kladných a záporných elektród batérie, čo ovplyvňuje životnosť batérie; Nadmerná rýchlosť valca môže viesť k nedostatočnému zhutneniu zmesi materiálov kladných a záporných elektród, aktívnych materiálov, vodivých činidiel, spojív atď. v batérii, čo ovplyvňuje hustotu energie batérie.
2. Vlastnosti materiálov kladných a záporných elektród:Rôzne materiály kladných a záporných elektród majú rôznu hustotu zhutnenia a na spracovanie je potrebné zvoliť vhodné parametre valcovania.
3. Vlastnosti zmesí účinných látok s vodivými činidlami, spojivami a pod.:Koncentrácia a zloženie zmesi účinných látok s vodivými činidlami, spojivami atď. môžu ovplyvniť hrúbku valcovania listov kladných a záporných elektród batérie.
4. Výkon valcového lisu:Výkon valcového lisu tiež ovplyvňuje účinok procesu valcovania. Napríklad presnosť, stabilita a riadiaci systém valcového lisu môžu ovplyvniť kvalitu a účinnosť valcového lisu.
4 Vplyv procesu valcovania na výkon batérie
1. Hustota energie:Počas procesu valcovania valčekové koleso stláča materiály kladnej a zápornej elektródy batérie, čím sa zmenšuje hrúbka dosiek kladnej a zápornej elektródy a tým sa zvyšuje hustota energie batérie.
2. Životnosť cyklu:Počas procesu valcovania valčekové koleso stláča kladné a záporné elektródové materiály batérie, čím zlepšuje priľnavosť prášku kladných a záporných elektród, zlepšuje štruktúru a stabilitu materiálov kladných a záporných elektród batérie, znižuje vnútorný odpor a kapacitu. degradáciu batérie, a tým zlepšenie životnosti batérie.
3. Bezpečnosť:Proces valcovania môže zväčšiť kontaktnú plochu medzi kladnými a zápornými elektródovými materiálmi batérie a zmesou aktívnych látok, vodivých činidiel, spojív atď., čím sa zlepší rýchlosť reakcie a účinnosť prenosu náboja batérie a zvýši sa jej bezpečnosť.
4. Vnútorný odpor:Proces valcovania môže zlepšiť vodivú sieť elektródy, znížiť vnútorný odpor batérie a zvýšiť výkon nabíjania a vybíjania batérie.
Proces valcovania má však aj niektoré nepriaznivé účinky. Napríklad valcovanie výrazne znižuje pórovitosť elektródy, čo vedie k zníženiu účinnosti infiltrácie elektrolytu, zvýšeniu transportného odporu Li+ a zvýšeniu polarizácie elektródy. Okrem toho sa po valcovaní zvyšuje pevnosť v ťahu a Youngov modul pólového nástavca, oslabuje sa elasticko-plastická deformácia a zvyšuje sa krehkosť. V následných procesoch rezania a navíjania sa ľahko vytvára koncentrácia napätia a veľký vnútorný tlak, čo vedie k zníženiu výkonu pólového nástavca.
5 Bežné problémy a riešenia procesu valcovania
1. Nerovnomerná hrúbka polarizátora:Je to hlavne kvôli nerovnobežnosti medzi osou valca a osou každého valca. Tento problém možno vyriešiť nastavením rovnobežnosti každej osi valca.
2. Jamky na povrchu polarizátora:Je to spôsobené najmä únavovou jamkovou koróziou na povrchu valcovne. Súvisí to s materiálom valcovne, nerovnomernou metalografickou štruktúrou pri tepelnom spracovaní, zlou únavovou pevnosťou povrchu valcovne a drsnosťou povrchu valcovne. Tento problém možno vyriešiť zlepšením procesu spracovania materiálu a tepelného spracovania valcovne, zvýšením únavovej pevnosti povrchu valcovne a optimalizáciou drsnosti povrchu valcovne.
3. Odskok hrúbky počas valcovania palíc:Je to hlavne kvôli veľkej zvyškovej elastickej deformácii a vysokej vlhkosti prostredia po valcovaní tyčí. Elastickú deformáciu polarizátora možno znížiť optimalizáciou parametrov valcovania, riadením vlhkosti prostredia a použitím procesu valcovania za tepla, čím sa zníži odraz hrúbky.
4. Nerovnomerný tvar dosky polarizátora:Je to spôsobené najmä nerovnomernou deformáciou počas valcovania polarizátora, malým a nerovnomerným napätím pred a po, alebo chybami v hrúbke povlaku polarizátora. Tento problém možno vyriešiť optimalizáciou parametrov procesu valcovania, úpravou napätia pred a po a zlepšením konzistencie hrúbky povlaku polarizátora.
6 Trend vývoja technológie valcového lisovania
S neustálym vývojom technológie lítiových batérií sa aj proces valcovania neustále inovuje a zlepšuje. Budúce trendy vývoja zahŕňajú:
1. Miniaturizácia a integrácia zariadenia:S cieľom zlepšiť efektivitu výroby sa valcové lisy vyvíjajú smerom k miniaturizácii a integrácii. V súčasnosti dosiahla najdlhšia dĺžka telesa valca 1600 mm a v budúcnosti sa môže naďalej zvyšovať.
2. Vylepšená úroveň inteligencie:Vzhľadom na veľkú výrobnú kapacitu majú spoločnosti vyrábajúce energiu a energiu z akumulátorov vyššie požiadavky na úroveň inteligencie rolovacích zariadení. Napríklad valcové lisovacie zariadenia s vysokou automatizáciou a sprievodnými detekčnými metódami budú čoraz populárnejšie.
3. Aplikácia procesu valcovania za tepla:Aby sa zlepšila kontinuita výrobnej linky a znížilo sa lámanie pásu, špičkoví výrobcovia lítiových batérií majú tendenciu používať proces valcovania za tepla. Proces valcovania za tepla môže znížiť vnútorné napätie, pravdepodobnosť odrazu a odolnosť proti deformácii polarizátora a zlepšiť kvalitu polarizátora.
4. Optimalizácia parametrov valcovania:Optimalizácia parametrov rolovania je kľúčom k zlepšeniu výkonu batérie. V budúcnosti budeme priebežne optimalizovať parametre rolovania pomocou experimentov a simulácií, aby sme dosiahli lepší výkon batérie.
Proces valcovania lítiových batérií je dôležitým článkom vo výrobnom procese lítium-iónových batérií. Primeraným riadením parametrov valcovania a podmienok procesu je možné získať lítium-iónové batérie s vynikajúcim výkonom. Medzitým s neustálym vývojom technológie bude proces valcovania pokračovať v inováciách a zlepšovaní, aby vyhovoval potrebám batérií s vyšším výkonom.