1 Princip i svrha procesa valjanja
Proces valjanja je prešanje mješavine pozitivnih i negativnih elektrodnih materijala baterija sa aktivnim tvarima, provodljivim agensima, vezivnim sredstvima itd., kako bi se formirala gusta struktura. Glavna svrha valjkastog presovanja je da održi površinu stuba glatkom i ravnom, te da spriječi potencijalne kratke spojeve baterije uzrokovane neravninama koje probijaju separator na površini stubnog dijela. Kompaktirajte elektrodni materijal obložen na kolektoru struje elektrode kako biste smanjili volumen elektrode i poboljšali gustoću energije baterije. Učinite kontakt između aktivne supstance i čestica provodnog sredstva čvršćim i poboljšajte elektronsku provodljivost. Povećajte čvrstoću vezivanja između materijala za premazivanje i strujnog kolektora, smanjite pojavu gubitka praha tokom ciklusa akumulatorskih elektroda i poboljšajte životni vijek i sigurnosne performanse litijumskih baterija.
2 Proces presovanja u rolni
1. Priprema materijala:Premazati materijale pozitivne i negativne elektrode baterije mješavinom provodljivih sredstava, veziva itd. na aluminijsku ili bakarnu foliju prema zahtjevima procesa.
2. Puštanje u rad valjkaste prese:Postavite pozitivne i negativne polove baterije u valjkastu presu i podesite pritisak, napetost i brzinu valjka kako bi se prilagodili veličini procesa i zahtjevima baterije.
3. Proces valjanja:Mašina za valjanje počinje da radi, a valjci pritiskaju ploče pozitivne i negativne elektrode akumulatora, uzrokujući fizičke reakcije aktivnog materijala sa mešavinom provodljivih sredstava, veziva itd., formirajući gustu strukturu i postižući potrebnu debljinu zbijanja. za proces.
3 Faktori koji utiču na efekat procesa valjanja
1. Pritisak i brzina valjka:Pritisak i brzina valjka važni su faktori koji utiču na efikasnost procesa valjanja. Pretjerani pritisak na valjak može uzrokovati pretjeranu deformaciju materijala pozitivnih i negativnih elektroda baterije, što utječe na vijek trajanja baterije; Prevelika brzina valjka može dovesti do nedovoljnog zbijanja mješavine materijala pozitivnih i negativnih elektroda, aktivnih materijala, provodljivih sredstava, veziva itd. u bateriji, što utiče na gustinu energije baterije.
2. Svojstva materijala pozitivnih i negativnih elektroda:Različiti materijali pozitivnih i negativnih elektroda imaju različite gustine zbijanja, a za obradu je potrebno odabrati odgovarajuće parametre valjanja.
3. Osobine mješavina aktivnih supstanci sa provodljivim agensima, vezivima itd.:Koncentracija i sastav mješavine aktivnih supstanci sa provodljivim agensima, vezivnim sredstvima itd. može utjecati na debljinu valjanja pozitivnih i negativnih elektrodnih ploča baterije.
4. Performanse valjkaste prese:Performanse valjkaste prese takođe utiču na efekat procesa valjanja. Na primjer, tačnost, stabilnost i kontrolni sistem valjkaste prese mogu uticati na kvalitet i efikasnost valjkaste prese.
4 Utjecaj procesa valjanja na performanse baterije
1. Gustoća energije:Tokom procesa kotrljanja, kotač sa kotrljajem sabija materijale pozitivne i negativne elektrode baterije, smanjujući debljinu ploča pozitivne i negativne elektrode i na taj način povećavajući gustoću energije baterije.
2. Životni vijek ciklusa:Tokom procesa kotrljanja, kotačić pritišće materijale pozitivne i negativne elektrode baterije, poboljšavajući prianjanje praha pozitivne i negativne elektrode, poboljšavajući strukturu i stabilnost materijala pozitivnih i negativnih elektroda baterije, smanjujući unutarnji otpor i kapacitet degradaciju baterije, a time i poboljšanje životnog veka baterije.
3. Sigurnost:Proces valjanja može povećati kontaktnu površinu između materijala pozitivne i negativne elektrode baterije i mješavine aktivnih supstanci, provodljivih sredstava, veziva itd., čime se poboljšava brzina reakcije i efikasnost prijenosa naboja baterije i povećava njena sigurnost.
4. Unutrašnji otpor:Proces valjanja može poboljšati vodljivu mrežu elektrode, smanjiti unutrašnji otpor baterije i poboljšati performanse punjenja i pražnjenja baterije.
Međutim, proces valjanja također ima neke negativne efekte. Na primjer, valjanje značajno smanjuje poroznost elektrode, što dovodi do smanjenja efikasnosti infiltracije elektrolita, povećanja otpora transporta Li+ i povećanja polarizacije elektrode. Osim toga, nakon valjanja raste vlačna čvrstoća loma i Youngov modul stupa, elastično-plastična deformacija slabi, a krtost raste. U kasnijim procesima rezanja i namotavanja lako se formiraju koncentracija naprezanja i veliki unutrašnji pritisak, što dovodi do degradacije performansi stuba.
5 Uobičajeni problemi i rješenja procesa valjanja
1. Neujednačena debljina polarizatora:To je uglavnom zbog neparalelnosti između ose valjka i ose svakog valjka. Ovaj problem se može riješiti podešavanjem paralelizma svake ose valjka.
2. Pitting na površini polarizatora:To je uglavnom uzrokovano korozijom od zamora na površini valjaonice. To je povezano sa materijalom valjaonice, neujednačenom metalografskom strukturom tokom termičke obrade, slabom zamornom čvrstoćom površine valjaonice i hrapavosti površine valjaonice. Ovaj problem se može riješiti poboljšanjem procesa obrade materijala i toplinske obrade valjaonice, povećanjem čvrstoće na zamor površine valjaonice i optimizacijom hrapavosti površine valjaonice.
3. Odbijanje debljine tokom kotrljanja motki:To je uglavnom zbog velike preostale elastične deformacije i visoke vlažnosti okoliša nakon kotrljanja stupova. Elastična deformacija polarizatora može se smanjiti optimizacijom parametara valjanja, kontrolom vlažnosti okoline i usvajanjem procesa vrućeg valjanja, čime se smanjuje odbijanje debljine.
4. Neujednačen oblik polarizacione ploče:To je uglavnom zbog neravnomjerne deformacije tokom kotrljanja polarizatora, male i neujednačene napetosti prije i poslije, ili grešaka u debljini sloja polarizatora. Ovaj problem se može riješiti optimizacijom parametara procesa valjanja, podešavanjem napetosti prije i poslije, te poboljšanjem konzistencije debljine premaza polarizatora.
6 Trend razvoja tehnologije valjkastog presovanja
Uz kontinuirani razvoj tehnologije litijumskih baterija, proces valjanja se također stalno inovira i poboljšava. Budući trendovi razvoja uključuju:
1. Minijaturizacija i integracija opreme:Kako bi se poboljšala efikasnost proizvodnje, valjkaste prese se razvijaju prema minijaturizaciji i integraciji. Trenutno je najduža dužina tijela valjka dostigla 1600 mm, a može se nastaviti povećavati u budućnosti.
2. Poboljšan nivo inteligencije:Zbog svog velikog proizvodnog kapaciteta, kompanije za akumulatore za napajanje i skladištenje energije imaju veće zahtjeve za nivo inteligencije opreme za valjanje. Na primjer, oprema za valjanje sa visokom automatizacijom i pratećim metodama detekcije će postati sve popularnija.
3. Primjena procesa vrućeg valjanja:Kako bi poboljšali kontinuitet proizvodne linije i smanjili lom trake, vrhunski proizvođači litijumskih baterija imaju tendenciju da usvoje proces vrućeg valjanja. Proces vrućeg valjanja može smanjiti unutrašnje naprezanje, vjerojatnost odskoka i otpornost na deformaciju polarizatora i poboljšati kvalitetu polarizatora.
4. Optimizacija parametara valjanja:Optimizacija parametara kotrljanja je ključ za poboljšanje performansi baterije. U budućnosti ćemo kontinuirano optimizirati parametre kotrljanja kroz eksperimente i simulacije kako bismo postigli bolje performanse baterije.
Proces valjanja litijumskih baterija važna je karika u procesu proizvodnje litijum-jonskih baterija. Razumnom kontrolom parametara valjanja i uslova procesa, mogu se dobiti litijum-jonske baterije sa odličnim performansama. U međuvremenu, uz kontinuirani razvoj tehnologije, proces valjanja će također nastaviti da se inovira i poboljšava kako bi zadovoljio potrebe baterija većih performansi.