1 Valssausprosessin periaate ja tarkoitus
Valssausprosessi on puristaa akkujen positiivisten ja negatiivisten elektrodimateriaalien seos aktiivisten aineiden, johtavien aineiden, sideaineiden jne. kanssa tiiviin rakenteen muodostamiseksi. Telapuristuksen päätarkoitus on pitää napakappaleen pinta sileänä ja tasaisena sekä estää mahdollisia akun oikosulkuja, jotka aiheutuvat erottimen tunkeutumisesta napakappaleen pinnalle. Tiivistä elektrodivirran kerääjälle päällystetty elektrodimateriaali vähentääksesi elektrodin tilavuutta ja parantaaksesi akun energiatiheyttä. Tiivistä aktiivisen aineen ja johtavan aineen hiukkasten välistä kontaktia ja parantaa elektronista johtavuutta. Paranna pinnoitemateriaalin ja virrankerääjän välistä sidoslujuutta, vähennä jauheen häviämistä akkuelektrodien kiertoprosessin aikana ja paranna litiumakkujen käyttöikää ja turvallisuutta.
2 Rullapuristusprosessi
1. Materiaalin valmistelu:Päällystä akun positiiviset ja negatiiviset elektrodimateriaalit johtavien aineiden, sideaineiden jne. seoksella alumiinifoliolle tai kuparifoliolle prosessivaatimusten mukaisesti.
2. Rullapuristimen käyttöönotto:Aseta akun positiiviset ja negatiiviset napakappaleet telapuristimeen ja säädä telan painetta, kireyttä ja nopeutta mukautumaan akun prosessikoon ja vaatimusten mukaan.
3. Rullausprosessi:Valssauskone käynnistyy ja telat puristavat akun positiivisia ja negatiivisia elektrodilevyjä, jolloin aktiivinen materiaali joutuu fysikaalisiin reaktioihin johtavien aineiden, sideaineiden jne. seoksen kanssa, jolloin muodostuu tiheä rakenne ja saavutetaan vaadittu tiivistyspaksuus. prosessia varten.
3 Valssausprosessin vaikutukseen vaikuttavat tekijät
1. Telan paine ja nopeus:Telan paine ja nopeus ovat tärkeitä valssausprosessin tehokkuuteen vaikuttavia tekijöitä. Liiallinen paine rullaan voi aiheuttaa liiallista muodonmuutosta akun positiivisten ja negatiivisten elektrodimateriaalien välillä, mikä vaikuttaa akun käyttöikään. Rullan liiallinen nopeus voi johtaa positiivisten ja negatiivisten elektrodimateriaalien, aktiivisten materiaalien, johtavien aineiden, sideaineiden jne. riittämättömään tiivistymiseen akussa, mikä vaikuttaa akun energiatiheyteen.
2. Positiivisten ja negatiivisten elektrodimateriaalien ominaisuudet:Eri positiivisten ja negatiivisten elektrodimateriaalien tiivistystiheydet ovat erilaiset, ja prosessointia varten on valittava sopivat valssausparametrit.
3. Tehoaineiden seosten ominaisuudet johtavien aineiden, sideaineiden jne. kanssa:Aktiivisten aineiden ja johtavien aineiden, sideaineiden jne. seoksen pitoisuus ja koostumus voivat vaikuttaa akun positiivisten ja negatiivisten elektrodilevyjen vierintäpaksuuteen.
4. Rullapuristimen suorituskyky:Telapuristimen suorituskyky vaikuttaa myös valssausprosessin vaikutukseen. Esimerkiksi rullapuristimen tarkkuus, vakaus ja ohjausjärjestelmä voivat kaikki vaikuttaa telapuristimen laatuun ja tehokkuuteen.
4 Rullausprosessin vaikutus akun suorituskykyyn
1. Energiatiheys:Rullapyörä puristaa akun positiiviset ja negatiiviset elektrodimateriaalit rullauksen aikana, mikä vähentää positiivisten ja negatiivisten elektrodilevyjen paksuutta ja lisää siten akun energiatiheyttä.
2. Jakson käyttöikä:Vierintäprosessin aikana rullapyörä puristaa akun positiivisia ja negatiivisia elektrodimateriaaleja, mikä parantaa positiivisen ja negatiivisen elektrodijauheen tarttuvuutta, parantaa akun positiivisten ja negatiivisten elektrodimateriaalien rakennetta ja vakautta, vähentää sisäistä vastusta ja kapasiteettia. akun heikkeneminen ja siten akun käyttöiän parantaminen.
3. Turvallisuus:Rullausprosessi voi kasvattaa akun positiivisten ja negatiivisten elektrodimateriaalien ja aktiivisten aineiden, johtavien aineiden, sideaineiden jne. välistä kosketuspinta-alaa, mikä parantaa akun reaktionopeutta ja varauksen siirtotehokkuutta ja parantaa sen turvallisuutta.
4. Sisäinen vastus:Rullausprosessi voi parantaa elektrodin johtavaa verkkoa, vähentää akun sisäistä vastusta ja parantaa akun lataus- ja purkukykyä.
Rullausprosessilla on kuitenkin myös joitain haitallisia vaikutuksia. Esimerkiksi rullaus vähentää merkittävästi elektrodin huokoisuutta, mikä johtaa elektrolyytin tunkeutumistehokkuuden laskuun, Li+kuljetusvastuksen kasvuun ja elektrodin polarisaation lisääntymiseen. Lisäksi napakappaleen vetomurtolujuus ja Youngin moduuli kasvavat valssauksen jälkeen, elastisplastinen muodonmuutos heikkenee ja hauraus kasvaa. Seuraavissa leikkaus- ja käämitysprosesseissa muodostuu helposti jännityskeskittymä ja suuri sisäinen paine, mikä johtaa napakappaleen suorituskyvyn heikkenemiseen.
5 Valssausprosessin yleisiä ongelmia ja ratkaisuja
1. Polarisaattorin epätasainen paksuus:Tämä johtuu pääasiassa rullan akselin ja kunkin telan akselin välisestä epäsuhtaisuudesta. Tämä ongelma voidaan ratkaista säätämällä kunkin rullan akselin yhdensuuntaisuutta.
2. Syötä polarisaattorin pinnalla:Tämä johtuu pääasiassa väsymispistekorroosiosta valssaamon pinnalla. Tämä liittyy valssaamon materiaaliin, epätasaiseen metallografiseen rakenteeseen lämpökäsittelyn aikana, valssaimen pinnan huonoon väsymislujuuteen ja valssaimen pinnan karheuteen. Tämä ongelma voidaan ratkaista parantamalla valssaamon materiaali- ja lämpökäsittelyprosessia, lisäämällä valssaimen pinnan väsymislujuutta ja optimoimalla valssaamon pinnan karheutta.
3. Paksuus ponnahtaa sauvan vierityksen aikana:Tämä johtuu pääasiassa suuresta jäännöskimmoisesta muodonmuutoksesta ja korkeasta ympäristön kosteudesta pylvään vierityksen jälkeen. Polarisaattorin elastista muodonmuutosta voidaan vähentää optimoimalla valssausparametreja, säätelemällä ympäristön kosteutta ja ottamalla käyttöön kuumavalssausprosessi, mikä vähentää paksuuden palautumista.
4. Epätasainen polarisaattorilevyn muoto:Tämä johtuu pääasiassa epätasaisesta muodonmuutoksesta polarisaattorin valssauksen aikana, pienestä ja epätasaisesta jännityksestä ennen ja jälkeen tai virheistä polarisaattorin pinnoitteen paksuudessa. Tämä ongelma voidaan ratkaista optimoimalla valssausprosessin parametrit, säätämällä jännitystä ennen ja jälkeen sekä parantamalla polarisaattorin pinnoitteen paksuutta.
6 Telapuristustekniikan kehityssuunta
Litiumparistoteknologian jatkuvan kehityksen myötä myös valssausprosessi uudistuu ja paranee jatkuvasti. Tulevaisuuden kehitystrendejä ovat mm.
1. Laitteiden pienentäminen ja integrointi:Tuotannon tehokkuuden parantamiseksi telapuristimia kehitetään kohti miniatyrisointia ja integrointia. Tällä hetkellä rullarungon pisin pituus on saavuttanut 1600 mm, ja se saattaa edelleen kasvaa tulevaisuudessa.
2. Parempi älykkyystaso:Teho- ja energiavarastoakkuyhtiöillä on suuren tuotantokapasiteetin vuoksi korkeammat vaatimukset valssauslaitteiden älykkyystasolle. Esimerkiksi telapuristuslaitteet, joissa on korkea automaatio ja niihin liittyvät havaintomenetelmät, tulevat yhä suositummiksi.
3. Kuumavalssausprosessin käyttö:Parantaakseen tuotantolinjan jatkuvuutta ja vähentääkseen nauhan rikkoutumista huippulitiumparistojen valmistajat käyttävät yleensä kuumavalssausprosessia. Kuumavalssausprosessi voi vähentää polarisaattorin sisäistä jännitystä, palautumistodennäköisyyttä ja muodonmuutoskestävyyttä sekä parantaa polarisaattorin laatua.
4. Vierintäparametrien optimointi:Pyörimisparametrien optimointi on avain akun suorituskyvyn parantamiseen. Tulevaisuudessa optimoimme jatkuvasti rullausparametreja kokeiden ja simulaatioiden avulla parantaaksemme akun suorituskykyä.
Litiumakkujen rullausprosessi on tärkeä lenkki litiumioniakkujen tuotantoprosessissa. Säätämällä rullausparametreja ja prosessiolosuhteita järkevästi voidaan saada erinomaisen suorituskyvyn omaavia litiumioniakkuja. Samaan aikaan teknologian jatkuvan kehityksen myötä myös valssausprosessi jatkaa innovointia ja paranemista vastaamaan tehokkaampien akkujen tarpeita.