Koje su funkcije, principi i faktori utjecaja stroja za valjanje?

Valjanje se odnosi na proces zbijanja obloženih i osušenih elektroda litijeve baterije.

Rolanje povećava gustoću energije litijevih baterija i omogućuje vezivu da čvrsto prianja materijal elektrode na kolektor struje, sprječavajući gubitak energije zbog odvajanja materijala elektrode tijekom ciklusa. Prije motanja, obložene elektrode moraju se osušiti do određenog stupnja; inače će se premaz tijekom valjanja odvojiti od kolektora struje. Količina zbijanja mora se kontrolirati tijekom valjanja. Pretjerano zbijanje može utjecati na materijal elektrode u blizini kolektora struje, sprječavajući pravilnu interkalaciju i deinterkalaciju litij-iona i uzrokujući čvrsto prianjanje aktivnog materijala, što mu olakšava odvajanje od kolektora struje. U teškim slučajevima također može povećati plastičnost elektrode, čineći je neprikladnom za namatanje i uzrokujući lom.

Valjanje je jedan od najkritičnijih procesa u proizvodnji elektroda za litij-ionske baterije, a njegova preciznost značajno utječe na učinkovitost baterije.

ACEY-HRP100vrući valjak stroj za prešanjeuglavnom je prikladan za električno valjanje baterijskih materijala u laboratoriju, male količine materijala od plemenitih metala kao što su zlato i srebro, i materijala od obojenih metala kao što su bakar i aluminij na određenoj temperaturi. Debljina valjanja je podesiva, a rad je jednostavan. Posebno je prikladan za stanjivanje i povećanje gustoće ploča polova litijskih baterija od materijala za čistu energiju.

Svrhe valjanja su sljedeće: Valjanje osigurava glatku i ravnu površinu elektrode, sprječava kratke spojeve uzrokovane srhovima koji probijaju separator i poboljšava gustoću energije. Također zbija materijal elektrode obložen na kolektoru struje, smanjujući volumen elektrode i dodatno povećavajući gustoću energije, vijek trajanja i sigurnost.

Svrha valjanja je postići gušći i ravnomjerniji spoj između aktivnog materijala i folije. Valjanje se mora izvesti nakon nanošenja premaza i sušenja elektrode; inače može lako doći do raspadanja pudera i ljuštenja filma.

Elektrode baterija su bakrene (ili aluminijske) folije obložene česticama električne paste s obje strane. Traka baterijske elektrode prolazi kroz procese premazivanja i sušenja prije oblikovanja u kolutu. Prije valjanja, premaz od električne paste na bakrenoj foliji (ili aluminijskoj foliji) je polu-tekući, polu-čvrsti granulirani medij sastavljen od nepovezanih ili slabo povezanih pojedinačnih čestica ili nakupina, pokazujući određeni stupanj disperzibilnosti i fluidnosti. Postojanje šupljina između čestica električne paste osigurava da tijekom valjanja čestice mogu podvrgnuti malim pokretima pomaka kako bi ispunile te šupljine, što im omogućuje da se sami postave pod zbijanjem. Valjanje baterijskih elektroda može se smatrati kontinuiranim procesom valjanja polu-čestica električne paste u nezatvorenom stanju. Čestice električne paste prianjaju na bakrenu foliju (ili aluminijsku foliju) i trenjem se kontinuirano ugrizaju u otvore valjaka, a zatim se zbijaju kotrljanjem u elektrode baterije određene gustoće. Princip kotrljanja prikazan je na slici 2.

Valjanje baterijskih elektroda bitno se razlikuje od valjanja čelika. Tijekom valjanja čelika obradak se u početku podvrgava elastičnoj deformaciji pod utjecajem vanjske sile. Kada se vanjska sila poveća do određene granice, izradak počinje prolaziti kroz plastičnu deformaciju. Povećanjem vanjske sile raste i plastična deformacija. Svrha uzdužnog valjanja kod valjanja čelika je postizanje istezanja. Tijekom valjanja čelika, molekule se protežu uzdužno i šire bočno, što rezultira tanjim valjanim komadom, ali bez promjene gustoće. Baterijske elektrode izrađuju se nanošenjem smjese smjese na podlogu kao što je aluminijska ili bakrena folija. Proces valjanja zbija električne čestice kaše na elektrodi, povećavajući njezinu gustoću. Odgovarajuća gustoća zbijanja može povećati kapacitet pražnjenja baterije, smanjiti unutarnji otpor i produljiti životni vijek baterije. Električne čestice kaše podvrgavaju se pomaku i deformaciji pod pritiskom, a gustoća elektrode se mijenja s pritiskom prema određenom uzorku, kao što je prikazano na slici 3.

U regiji I, kako se kontaktni tlak povećava, čestice električne kaše počinju prolaziti kroz mali-pomak, koji se postupno povećava. U ovoj točki, praznine između čestica električne kaše postupno se popunjavaju, posebno se očituje kao polagano povećanje relativne gustoće trake elektrode s povećanjem kontaktnog pritiska.

U Regiji II, nakon malog -povećanja gustoće u Regiji I, električne čestice kaše nastavljaju ispunjavati praznine između njih kako se kontaktni tlak povećava. Nakon valjanja u regiji II, praznine između čestica su komprimirane i zbijene. Točnije, relativna gustoća trake elektrode brzo raste s povećanjem kontaktnog tlaka, mnogo višom brzinom nego u području I. Istovremeno, u području II dolazi do neke deformacije električnih čestica kaše.

U regiji III, nakon što su praznine između čestica električne kaše u regiji II popunjene, čestice se više ne pomiču. Međutim, s povećanjem kontaktnog tlaka, električne čestice kaše počinju prolaziti kroz velike deformacije. U ovoj točki, relativna gustoća elektrodne trake više ne raste brzo s povećanjem kontaktnog pritiska; traka elektrode otvrdne, pa stoga promjena relativne gustoće postaje ravna krivulja.

Promjene u električnim česticama kaše na elektrodi baterije tijekom procesa valjanja vrlo su složene. Povećanje relativne gustoće čestica električne kaše uglavnom se očituje u pomaku čestica. Ovaj pomak ispunjava praznine između čestica, dok se mali dio čestica deformira. Naknadno, zbog povećanog pritiska valjka, čestice električne kaše podvrgavaju se značajnoj deformaciji nakon što su praznine ispunjene, iako se tijekom ove faze također javljaju neki manji pomaci.

Problemi s kvalitetom elektroda uzrokovani opremom za valjanje elektroda baterija uglavnom se odražavaju u nejednakosti debljine elektrode nakon valjanja. Nekonzistentna debljina dovodi do nedosljedne gustoće zbijanja elektrode baterije, što je ključni čimbenik koji utječe na ujednačenost performansi baterije. Ujednačenost debljine elektrode uključuje ujednačenost poprečne debljine i ujednačenost uzdužne debljine, kao što je prikazano na slici 4. Uzroci neujednačenosti poprečne i uzdužne debljine su različiti.

Glavni čimbenici koji utječu na ujednačenost poprečne debljine elektrodnog lima su deformacija valjaka savijanjem, krutost baze mlina, elastična deformacija glavnih-komponenti koje nose opterećenje, pritisak valjka i širina elektrodnog lima. Tijekom rada mlina, pritisak valjka uzrokuje deformaciju valjaka i baze mlina, što se u konačnici manifestira kao otklon valjka, što rezultira poprečnom ujednačenošću debljine gdje je lim elektrode deblji u sredini i tanji na rubovima. Glavni čimbenici koji utječu na ujednačenost uzdužne debljine ploče elektrode su točnost obrade i ugradnje valjaka, ležajeva i kućišta ležaja. Pogreške u obradi u ključnim komponentama mogu uzrokovati periodične fluktuacije pritiska valjka koji djeluje na lim elektrode tijekom rotacije valjka, što rezultira neravnomjernom debljinom sabijanja u uzdužnom smjeru.

Drugi čimbenici koji utječu na kvalitetu valjanja ploča elektrode uključuju uređaje za kontrolu napetosti, uređaje za poravnanje, uređaje za rezanje i uređaje za uklanjanje prašine. Tijekom procesa valjanja, ploča elektrode zahtijeva određenu napetost. Nedovoljna napetost može dovesti do bora, dok pretjerana napetost može uzrokovati lomljenje. Uređaji za uklanjanje prašine osiguravaju da se površinski nedostaci uzrokovani nečistoćama ne pojave na površini ploče elektrode tijekom valjanja. Uređaj za korekciju i uređaj za podrezivanje uglavnom utječu na točnost dimenzija rezanja ploče elektrode.

Acey Nova energijaje-dobavljač vrhunske opreme i cjelovitih rješenja specijaliziran za područje novih energetskih baterija. Posvećen je pružanju usluga punog-ciklusa od eksperimentalnog razvoja do-velike proizvodnje za globalna poduzeća za proizvodnju baterija, istraživačke institucije i inovativne energetske organizacije. Bilo da se radi o probnoj proizvodnji uzoraka na laboratorijskoj razini ili o provjeri procesa tijekom pilot faze.

Kontaktirajte odmah