Care sunt funcțiile, principiile și factorii de influență ai mașinii de presare cu rulare?

Laminarea se referă la procesul de compactare a electrozilor bateriei cu litiu acoperiți și uscați.

Laminarea crește densitatea de energie a bateriilor cu litiu și permite liantului să adere ferm materialul electrodului de colectorul de curent, prevenind pierderea de energie din cauza desprinderii materialului electrodului în timpul ciclării. Înainte de rulare, electrozii acoperiți trebuie să fie uscați într-o anumită măsură; în caz contrar, învelișul se va desprinde de colectorul de curent în timpul rulării. Cantitatea de compactare trebuie controlată în timpul rulării. Compactarea excesivă poate afecta materialul electrodului din apropierea colectorului de curent, prevenind intercalarea și deintercalarea corectă a ionilor de litiu-și făcând ca materialul activ să adere strâns împreună, făcându-i ușor detașarea de colectorul de curent. În cazuri severe, poate crește și plasticitatea electrodului, făcându-l inadecvat pentru înfășurare și provocând rupere.

Formarea în rulouri este unul dintre cele mai critice procese în fabricarea electrozilor de baterie cu litiu-ion, iar precizia acesteia are un impact semnificativ asupra performanței bateriei.

ACEY-HRP100mașină de presare cu role fierbințieste potrivit în principal pentru rularea electrică a materialelor bateriei în laborator, a unei cantități mici de materiale metalice prețioase, cum ar fi aurul și argintul, și a materialelor neferoase, cum ar fi cuprul și aluminiul, la o anumită temperatură. Grosimea laminarii este reglabila iar operarea este simpla. Este potrivită în special pentru subțierea și creșterea densității plăcilor polilor bateriei cu litiu din materiale cu energie curată.

Scopurile profilarii rulante sunt urmatoarele: Formarea cu role asigura o suprafata neteda si plana a electrodului, prevenind scurtcircuitele cauzate de bavurile care strapung separatorul si imbunatatind densitatea energiei. De asemenea, compactează materialul electrodului acoperit pe colectorul de curent, reducând volumul electrodului și crescând și mai mult densitatea energiei, ciclul de viață și siguranța.

Scopul rulării este de a obține o legătură mai densă și mai uniformă între materialul activ și folie. Formarea ruloului trebuie efectuată după acoperire și uscarea electrodului; în caz contrar, se pot produce cu ușurință vărsarea pulberii și decojirea peliculei.

Electrozii bateriei sunt folii de cupru (sau aluminiu) acoperite cu particule de pastă electrică pe ambele părți. Banda de electrozi a bateriei este supusă unor procese de acoperire și uscare înainte de formarea ruloului. Înainte de rulare, stratul de pastă electrică de pe folia de cupru (sau folia de aluminiu) este un mediu granular semi{-fluid, semi{-solid, compus din particule sau aglomerări individuale neconectate sau slab conectate, prezentând un anumit grad de dispersibilitate și fluiditate. Existența unor goluri între particulele de pastă electrică asigură că în timpul rulării, particulele pot suferi mici mișcări de deplasare pentru a umple aceste goluri, permițându-le să se poziționeze sub compactare. Laminarea electrodului bateriei poate fi considerată un proces continuu de laminare a particulelor de pastă electrică semi-solidă în stare nesigilată. Particulele de pastă electrică aderă la folia de cupru (sau folia de aluminiu) și sunt înțepate continuu în golurile rolei prin frecare, apoi compactate prin rulare în electrozi de baterie cu o anumită densitate. Principiul de rulare este prezentat în figura 2.

Laminarea electrozilor bateriei diferă semnificativ de laminarea oțelului. În timpul laminarii oțelului, piesa de prelucrat suferă inițial o deformare elastică sub forța externă. Când forța externă crește până la o anumită limită, piesa de prelucrat începe să sufere deformare plastică. Pe măsură ce forța externă crește, deformația plastică crește. Scopul laminarii longitudinale in laminarea otelului este realizarea alungirii. În timpul laminarii oțelului, moleculele se extind longitudinal și se lărgesc lateral, rezultând o piesă laminată mai subțire, dar fără modificarea densității. Electrozii bateriei sunt fabricați prin acoperirea unui suspensiu compus pe un substrat, cum ar fi folie de aluminiu sau cupru. Procesul de laminare compactează particulele de suspensie electrică de pe electrod, crescând densitatea acestuia. O densitate adecvată de compactare poate crește capacitatea de descărcare a bateriei, poate reduce rezistența internă și poate prelungi ciclul de viață al acesteia. Particulele de suspensie electrică suferă deplasări și deformări sub presiune, iar densitatea electrodului se modifică cu presiunea conform unui anumit model, așa cum se arată în Figura 3.

În regiunea I, pe măsură ce presiunea de contact crește, particulele de suspensie electrică încep să sufere-deplasări la scară mică, care crește treptat. În acest moment, golurile dintre particulele de suspensie electrică sunt umplute treptat, manifestându-se în mod specific ca o creștere lentă a densității relative a benzii de electrod odată cu creșterea presiunii de contact.

În Regiunea II, după creșterea-la scară mică a densității în Regiunea I, particulele de suspensie electrică continuă să umple golurile dintre ele pe măsură ce presiunea de contact crește. După rulare în Regiunea II, golurile dintre particule sunt comprimate și compactate. Mai exact, densitatea relativă a benzii de electrod crește rapid odată cu creșterea presiunii de contact, la o rată mult mai mare decât în ​​Regiunea I. Simultan, o oarecare deformare a particulelor de suspensie electrică are loc în Regiunea II.

În Regiunea III, după ce golurile dintre particulele de suspensie electrică din Regiunea II sunt umplute, particulele nu se mai deplasează. Cu toate acestea, odată cu creșterea presiunii de contact, particulele de suspensie electrică încep să sufere deformări mari. În acest moment, densitatea relativă a benzii de electrozi nu mai crește rapid odată cu creșterea presiunii de contact; banda electrodului se întărește și, prin urmare, modificarea densității relative devine o curbă plată.

Modificările în particulele de suspensie electrică de pe electrodul bateriei în timpul procesului de laminare sunt extrem de complexe. Creșterea densității relative a particulelor de suspensie electrică se manifestă în principal prin deplasarea particulelor. Această deplasare umple golurile dintre particule, în timp ce o mică parte a particulelor se deformează. Ulterior, datorită presiunii crescute a rolei, particulele de suspensie electrică suferă o deformare semnificativă după ce golurile sunt umplute, deși în această etapă au loc și unele deplasări minore.

Problemele de calitate a electrodului cauzate de echipamentul de rulare a electrodului bateriei se reflectă în principal în neuniformitatea grosimii electrodului după rulare. Grosimea inconsecventă duce la o densitate de compactare inconsecventă a electrodului bateriei, care este un factor cheie care afectează uniformitatea performanței bateriei. Uniformitatea grosimii electrodului include uniformitatea grosimii transversale și uniformitatea grosimii longitudinale, așa cum se arată în Figura 4. Cauzele neuniformității grosimii transversale și longitudinale sunt diferite.

Principalii factori care influențează uniformitatea grosimii transversale a foii electrodului sunt deformarea la încovoiere a rolelor, rigiditatea bazei morii, deformarea elastică a componentelor principale care poartă sarcina-, presiunea rolei și lățimea tablei electrodului. În timpul funcționării morii, presiunea rolei cauzează deformarea rolelor și a bazei morii, manifestându-se în cele din urmă ca deformare a rolei, rezultând o uniformitate transversală a grosimii în care foaia electrodului este mai groasă în mijloc și mai subțire la margini. Principalii factori care influențează uniformitatea grosimii longitudinale a foii electrodului sunt precizia de prelucrare și instalare a rolelor, lagărelor și carcaselor lagărelor. Erorile de prelucrare ale componentelor cheie pot cauza fluctuații periodice ale presiunii rolei care acționează asupra foii electrodului în timpul rotării rolei, rezultând o grosime de compactare neuniformă pe direcția longitudinală.

Alți factori care afectează calitatea rulării foii cu electrozi includ dispozitivele de control al tensiunii, dispozitivele de aliniere, dispozitivele de feliere și dispozitivele de îndepărtare a prafului. În timpul procesului de laminare, foaia electrodului necesită o anumită tensiune. Tensiunea insuficientă poate duce la riduri, în timp ce tensiunea excesivă poate provoca rupere. Dispozitivele de îndepărtare a prafului asigură că defectele de suprafață cauzate de impurități nu apar pe suprafața foii electrodului în timpul rulării. Dispozitivul de corecție și dispozitivul de tăiere afectează în principal precizia dimensională de tăiere a foii electrodului.

Acey New Energyeste un furnizor de echipamente-de ultimă generație și soluție completă specializată în domeniul bateriilor de energie noi. Este dedicat furnizării de servicii cu ciclu complet-de la dezvoltarea experimentală la producția la-la scară largă pentru întreprinderile globale producătoare de baterii, instituții de cercetare și organizații inovatoare din domeniul energiei. Fie că este vorba de producția de probe la nivel de laborator sau de verificarea procesului în etapa pilot.

Contactați acum