Электрод литий-ионного аккумулятора: контроль процесса и меры предосторожности при прокатке

1. Знакомство с роликовым прессом.

Аккумуляторный роликовый пресс представляет собой устройство для прокатки аккумуляторных электродов и является одним из ключевых устройств для производства литиевых батарей. Его основная цель — увеличить разрядную емкость аккумулятора, уменьшить внутреннее сопротивление, уменьшить потери поляризации, продлить срок службы аккумулятора и повысить коэффициент использования литий-ионных аккумуляторов за счет уплотнения активных материалов на электроде аккумулятора. В процессе производства электрод литиевой батареи обычно уплотняется на прокатном прессе для батареи, чтобы электрод мог лучше адаптироваться к процессу зарядки и разрядки батареи, тем самым улучшая плотность энергии и стабильность батареи. Роликовый пресс играет ключевую роль в производстве литиевых батарей, и его технические параметры напрямую влияют на качество и производительность батареи.

2. Цель прокатки

Необходимость прокатки: После того, как электрод покрыт и высушен, прочность на отслаивание между активным материалом и фольгой токосъемника становится очень низкой. В это время необходимо свернуть ее, чтобы усилить прочность связи между активным материалом и фольгой, чтобы предотвратить отслоение при погружении в электролит и использовании аккумулятора.

Цели прокатки следующие:

Убедитесь, что поверхность электрода гладкая и ровная, чтобы заусенцы на поверхности покрытия не проткнули диафрагму и не вызвали короткое замыкание.

Уплотните материал покрытия электрода, чтобы уменьшить объем электрода и увеличить плотность энергии батареи.

Обеспечьте более тесный контакт частиц активного материала и проводящего агента для улучшения электронной проводимости.

Повысьте прочность связи между материалом покрытия и токосъемником, уменьшите потери порошка во время цикла работы электрода батареи, а также увеличьте срок службы и показатели безопасности батареи.

3. Процесс и контроль прокатки полюсных наконечников.

Процесс прокатки

Процесс прокатки электрода батареи заключается в том, что электрод батареи втягивается во вращающийся ролик за счет трения между роликом и электродом батареи, а электрод батареи сжимается и деформируется. Раскатывание аккумуляторного электрода отличается от прокатки стального блока. Процесс прокатки стали — это процесс, при котором молекулы железа расширяются в продольном направлении и расширяются горизонтально, а его плотность не меняется в процессе прокатки; в то время как прокатка электрода батареи представляет собой процесс, при котором материал батареи на положительных и отрицательных пластинах уплотняется. При прокатке электрода батареи сила прокатки не должна быть слишком большой или слишком маленькой и должна соответствовать характеристикам материала электрода батареи.

Регион I — первый этап: на этом этапе, когда сила прокатки начинает постепенно увеличиваться, плотность электрода быстро увеличивается. Это связано с тем, что на этом этапе частицы материала электрода смещаются и пористая структура заполняется. Первую стадию обычно называют скользящей стадией. Эта стадия является стадией с самой быстрой скоростью увеличения плотности электродов среди трех стадий.

Регион II – второй этап: поскольку пористая структура материала электрода заполнена на первом этапе, плотность материала покрытия электрода достигла фиксированного значения, и при прокатке электрода на втором этапе появляется определенное сопротивление деформации сжатия. По сравнению с первым этапом, хотя сила прокатки на этом этапе продолжает увеличиваться, скорость увеличения плотности электродов снизилась. С микроскопической точки зрения это происходит потому, что смещение частиц материала покрытия электрода на этом этапе уже очень мало, но большое смещение частиц материала покрытия еще не началось.

Регион III делится на третий этап: когда сила прокатки превышает определенную величину, плотность электрода батареи начинает увеличиваться с увеличением силы прокатки, а затем скорость увеличения постепенно снижается. Это связано с тем, что когда сила прокатки превышает определенное значение, постепенно начинается смещение частиц материала покрытия электрода, и плотность электрода снова начинает увеличиваться. Когда сила прокатки увеличивается до определенного значения, деформация материала покрытия электрода становится более серьезной, что приводит к наклепу. Если в это время сила прокатки продолжает увеличиваться, материалу покрытия электрода будет труднее деформироваться дальше. Поэтому, в конечном итоге, по мере того, как сила прокатки продолжает увеличиваться, плотность электрода не сильно увеличивается, а прирост также снижается.

4. Проблемы и решения в процессе прокатки.

Неравномерная толщина электрода: Существует множество факторов, вызывающих неравномерную толщину прокатки электрода, например, неравномерная толщина покрытия электрода, ошибка соосности ролика, цилиндрическая ошибка ролика, непараллельная контактная шина ролика, деформация осевого отклонения ролика, плохая жесткость и устойчивость прокатного оборудования и т. д. Боковая толщина неравномерна. В процессе прокатки электрода толщина левого и правого электродных листов часто бывает разной. Если толщина электрода не одинакова на левой и правой сторонах, в первую очередь необходимо устранить влияние процесса нанесения покрытия на электрод. Если толщина непрокатанного электрода одинакова с левой и с правой стороны, давление прокатки необходимо отрегулировать с левой и с правой стороны, чтобы гарантировать постоянство плотности уплотнения электрода после прокатки. Электрод следует своевременно проверять в процессе прокатки, чтобы предотвратить изменение давления в процессе прокатки. Продольная толщина неравномерна. Иногда электрод после прокатки соответствует требованиям, но при продольной резке его толщина увеличивается. Это явление отскока электрода. Электрод отскакивает, потому что внутри электрода больше воды и скорость во время прокатки слишком высока. Проблему отскока электрода можно решить, используя процесс горячей прокатки и контролируя скорость прокатки.

Электрод имеет серповидный изгиб: Эта ситуация в основном вызвана тем, что два ролика, контактирующие с шинами, не параллельны или толщина электродного покрытия с обеих сторон разная. Поскольку толщина кромки на несколько микрон или более десяти микрон превышает среднюю часть, при приложении к электроду давления ролика область с большой толщиной кромки воспринимает большую силу прокатки, что приводит к неравномерной поперечной плотности уплотнения прокатки электрода. , что приведет к серьезному короблению электрода после прокатки, а также окажет неблагоприятное воздействие на последующий процесс резки. Чтобы контролировать коробление, ключевым моментом является контроль качества покрытия электрода. Контролируя такие параметры, как поверхностное натяжение суспензии, давление насоса, скорость ленты и давление прокатки, можно эффективно уменьшить коробление электрода. Конечно, это при условии соблюдения проектных требований.

Электрод имеет волнистые края: Эта ситуация главным образом вызвана большой скоростью удлинения в процессе прокатки электрода. Стимулом является малый диаметр тела ролика, небольшое натяжение перед прокаткой электрода, большое сжатие толщины электрода, выпуклости с обеих сторон покрытия электрода и т. д. При прокатке электрода активные вещества сжимают каждый другой и оказывать определенное давление на медную фольгу и алюминиевую фольгу, что приведет к определенному растяжению. При прокатке деталь без покрытия активным материалом не растягивалась, а электрод с активным материалом растягивался под давлением ролика. Неравномерное растяжение образовывало волнистые складки на краю полоски фольги, а параллельные волнистые следы были перпендикулярны направлению движения полоски фольги.

На поверхности электрода появились темные полосы: Эта ситуация в основном вызвана следами вибрации на поверхности ролика, большой цилиндрической погрешностью корпуса ролика, небольшим и неравномерным передним натяжением.

Скручивание электрода: Такая ситуация вызвана чрезмерным удлинением электрода. Решение состоит в основном в увеличении диаметра корпуса ролика, уменьшении сжатия электрода, регулировке переднего и заднего натяжения электрода и т. д.

У электрода порван ремень: Эта ситуация в основном вызвана неравномерным и нестабильным натяжением, отсутствием механизма быстрого реагирования на натяжение и серьезным вздутием края покрытия электрода. Например, в процессе нанесения покрытия, если на поверхности электрода имеются мелкие частицы и другие неровные текстуры, мелкие частицы будут прижиматься к полосе фольги под давлением двойных роликов во время прокатки. Более мягкие частицы могут быть измельчены в порошок и затем упасть, тогда как более твердые частицы сожмут полоску фольги, вызывая дыры в полоске фольги или даже поломку полоски фольги. Если в процессе нанесения покрытия поверхностная плотность электрода разная, одна деталь будет перекатана, а другая недокатана. В процессе движения электродной ленты при одинаковом контроле натяжения некоторые активные материалы будут отваливаться или даже разрывать фольгу в местах, где давление ролика недостаточно. Контроль натяжения намотки и предотвращение падения крупных частиц на поверхность электрода могут эффективно уменьшить поломку электрода.

Натяжение с обеих сторон электрода различно: Эта ситуация в основном вызвана непараллельностью оси ролика и оси каждого ролика, которую можно решить, отрегулировав параллельность каждой оси ролика.

На поверхности ролика имеются питтинги: Эта ситуация представляет собой усталостную коррозию на поверхности ролика, которая в основном вызвана неравномерностью материала ролика и металлографической структурой термообработки, плохой усталостной прочностью поверхности ролика, а также связана с шероховатостью поверхности ролика.

Отбой толщины прокатного листа полюса: Эта ситуация в основном вызвана большой остаточной упругой деформацией опорного листа после прокатки и высокой влажностью окружающей среды. Вы можете попробовать горячую прокатку, медленную прокатку, высокоскоростную прокатку, снижение относительной влажности окружающей среды и другие меры.

Неровность листовой пластины полюса: Эта ситуация в основном вызвана неравномерной деформацией полюсного листа при прокатке, небольшим и неравномерным передним и задним натяжением или ошибкой толщины покрытия полюсного листа.

Таким образом, роликовый пресс с литиевыми батареями играет жизненно важную роль в производстве литиевых батарей. Это не только улучшает производительность и качество батареи, но также снижает производственные затраты, а также обеспечивает поддержку и гарантию развития технологии литиевых батарей.

Эйси новая энергия является профессиональным поставщиком, специализирующимся на лабораторном оборудовании с цилиндрическими элементами литиевых батарей и лабораторном оборудовании с пакетными элементами, таком как трубчатые печи, вакуумные смесители, машина для нанесения пленочного покрытия, прокатный пресс-машина, высекальная машина, штабелирующая машина, машина для формирования пакетов, перчаточный ящик, машина для тестирования аккумуляторов и т. д., и мы предлагаем универсальное решение для линия по производству литий-ионных аккумуляторов. Если вы заинтересованы, пожалуйста, свяжитесь с нами.