1 Princip in namen postopka valjanja
Postopek valjanja je mešanica materialov pozitivnih in negativnih elektrod baterij z aktivnimi snovmi, prevodnimi sredstvi, vezivi itd., da se oblikuje gosta struktura. Glavni namen stiskanja z valji je ohraniti površino polov gladko in ravno ter preprečiti morebitne kratke stike akumulatorja, ki jih povzročajo robovi, ki prebadajo separator na površini polov. Stisnite material elektrode, prevlečen na zbiralniku toka elektrode, da zmanjšate prostornino elektrode in izboljšate energijsko gostoto baterije. Poskrbite za tesnejši stik med aktivno snovjo in delci prevodnega sredstva ter izboljšajte elektronsko prevodnost. Izboljšajte vezno trdnost med premaznim materialom in zbiralnikom toka, zmanjšajte pojav izgube prahu med postopkom kroženja baterijskih elektrod ter izboljšajte življenjsko dobo ciklusa in varnostno delovanje litijevih baterij.
2 Postopek stiskanja valjev
1. Priprava materiala:Materiale pozitivne in negativne elektrode akumulatorja premažite z mešanico prevodnih sredstev, veziv itd. na aluminijasto ali bakreno folijo v skladu z zahtevami postopka.
2. Zagon valjarne stiskalnice:Postavite pozitivni in negativni pol baterije v stiskalnico z valji in prilagodite pritisk, napetost in hitrost valja, da se prilagodijo velikosti postopka in zahtevam baterije.
3. Postopek valjanja:Stroj za valjanje začne delovati, valji pa pritisnejo na ploščo pozitivne in negativne elektrode akumulatorja, zaradi česar aktivni material fizično reagira z mešanico prevodnih sredstev, veziv itd., pri čemer tvori gosto strukturo in doseže zahtevano debelino zbijanja. za proces.
3 Dejavniki, ki vplivajo na učinek valjanja
1. Tlak in hitrost valja:Pritisk in hitrost valja sta pomembna dejavnika, ki vplivata na učinkovitost postopka valjanja. Prekomerni pritisk na valj lahko povzroči čezmerno deformacijo materialov pozitivne in negativne elektrode baterije, kar vpliva na življenjsko dobo baterije; Prevelika hitrost valja lahko povzroči nezadostno zbijanje mešanice materialov pozitivnih in negativnih elektrod, aktivnih materialov, prevodnih sredstev, veziv itd. v bateriji, kar vpliva na energijsko gostoto baterije.
2. Lastnosti materialov pozitivnih in negativnih elektrod:Različni materiali za pozitivne in negativne elektrode imajo različne gostote stiskanja, zato je treba za obdelavo izbrati ustrezne parametre valjanja.
3. Lastnosti zmesi učinkovin s prevodnimi sredstvi, vezivi itd.:Koncentracija in sestava mešanice aktivnih snovi s prevodnimi sredstvi, vezivi itd. lahko vplivata na debelino valjanja pozitivne in negativne elektrode baterije.
4. Zmogljivost valjčne stiskalnice:Zmogljivost valjčne stiskalnice vpliva tudi na učinek valjanja. Na primer, natančnost, stabilnost in nadzorni sistem valjčne stiskalnice lahko vplivajo na kakovost in učinkovitost valjčne stiskalnice.
4 Vpliv postopka valjanja na delovanje baterije
1. Gostota energije:Med postopkom valjanja valjčno kolo stisne materiale pozitivne in negativne elektrode baterije, zmanjša debelino plošče pozitivne in negativne elektrode in s tem poveča energijsko gostoto baterije.
2. Življenjska doba cikla:Med postopkom valjanja valjčno kolo pritiska na materiale pozitivne in negativne elektrode baterije, s čimer izboljša oprijem prahu pozitivne in negativne elektrode, izboljša strukturo in stabilnost materialov pozitivne in negativne elektrode baterije, zmanjša notranji upor in zmogljivost poslabšanje baterije in s tem izboljšanje življenjske dobe baterije.
3. Varnost:Postopek valjanja lahko poveča kontaktno površino med materiali pozitivne in negativne elektrode baterije ter mešanico aktivnih snovi, prevodnih sredstev, veziv itd., s čimer se izboljša hitrost reakcije in učinkovitost prenosa naboja baterije ter poveča njena varnost.
4. Notranji upor:Postopek valjanja lahko izboljša prevodno mrežo elektrode, zmanjša notranji upor baterije in izboljša zmogljivost polnjenja in praznjenja baterije.
Vendar ima postopek valjanja tudi nekaj škodljivih učinkov. Na primer, valjanje znatno zmanjša poroznost elektrode, kar povzroči zmanjšanje učinkovitosti infiltracije elektrolita, povečanje Li+transportne odpornosti in povečanje polarizacije elektrode. Poleg tega se po valjanju povečata natezna lomna trdnost in Youngov modul pola, elastično-plastična deformacija oslabi in krhkost se poveča. V kasnejših postopkih rezanja in navijanja zlahka nastaneta koncentracija napetosti in velik notranji tlak, kar povzroči poslabšanje zmogljivosti pola.
5 Pogoste težave in rešitve postopka valjanja
1. Neenakomerna debelina polarizatorja:To je predvsem posledica nevzporednosti med osjo valja in osjo vsakega valja. To težavo je mogoče rešiti s prilagoditvijo vzporednosti vsake osi valja.
2. Pitting na površini polarizatorja:To je predvsem posledica utrujene jamičaste korozije na površini valjarne. To je povezano z materialom valjarne, neenakomerno metalografsko strukturo med toplotno obdelavo, slabo utrujenostjo površine valjarne in hrapavostjo površine valjarne. Ta problem je mogoče rešiti z izboljšanjem materiala in postopka toplotne obdelave valjarne, povečanjem trdnosti površine valjarne proti utrujenosti in optimizacijo površinske hrapavosti valjarne.
3. Odboj debeline med kotaljenjem droga:To je predvsem posledica velike preostale elastične deformacije in visoke okoljske vlažnosti po valjanju drogov. Elastično deformacijo polarizatorja je mogoče zmanjšati z optimizacijo parametrov valjanja, nadzorom okoljske vlažnosti in uporabo postopka vročega valjanja, s čimer se zmanjša odboj debeline.
4. Neenakomerna oblika polarizacijske plošče:To je predvsem posledica neenakomerne deformacije med valjanjem polarizatorja, majhne in neenakomerne napetosti pred in po njej ali napak pri debelini prevleke polarizatorja. To težavo je mogoče rešiti z optimizacijo parametrov postopka valjanja, prilagoditvijo napetosti pred in po njej ter izboljšanjem konsistence debeline prevleke polarizatorja.
6 Trend razvoja tehnologije valjčnega stiskanja
Z nenehnim razvojem tehnologije litijevih baterij se tudi postopek valjanja nenehno inovira in izboljšuje. Prihodnji razvojni trendi vključujejo:
1. Miniaturizacija in integracija opreme:Da bi izboljšali učinkovitost proizvodnje, se valjčne stiskalnice razvijajo v smeri miniaturizacije in integracije. Trenutno je najdaljša dolžina telesa valja dosegla 1600 mm in se lahko v prihodnosti še povečuje.
2. Izboljšana raven inteligence:Zaradi velike proizvodne zmogljivosti imajo podjetja, ki se ukvarjajo z baterijami za shranjevanje energije in energije, višje zahteve glede ravni inteligence kotalne opreme. Na primer, oprema za stiskanje valjev z visoko avtomatizacijo in spremljajočimi metodami zaznavanja bo postala vse bolj priljubljena.
3. Uporaba postopka vročega valjanja:Da bi izboljšali kontinuiteto proizvodne linije in zmanjšali lomljenje trakov, vrhunski proizvajalci litijevih baterij običajno uporabljajo postopek vročega valjanja. Postopek vročega valjanja lahko zmanjša notranjo napetost, verjetnost odboja in odpornost proti deformacijam polarizatorja ter izboljša kakovost polarizatorja.
4. Optimizacija parametrov valjanja:Optimiziranje parametrov kotaljenja je ključ do izboljšanja učinkovitosti baterije. V prihodnosti bomo nenehno optimizirali kotalne parametre s poskusi in simulacijami, da bi dosegli boljše delovanje baterije.
Postopek valjanja litijeve baterije je pomemben člen v procesu proizvodnje litij-ionskih baterij. Z razumnim nadzorom parametrov valjanja in procesnih pogojev je mogoče pridobiti litij-ionske baterije z odlično zmogljivostjo. Medtem pa se bo z nenehnim razvojem tehnologije tudi postopek valjanja še naprej inoviral in izboljševal, da bi zadostil potrebam zmogljivejših baterij.