1 Принцип и цел на процеса на валцоване
Процесът на валцоване е да пресовате смес от положителни и отрицателни електродни материали на батерии с активни вещества, проводими агенти, свързващи вещества и т.н., за да се образува плътна структура. Основната цел на ролковото пресоване е да поддържа повърхността на полюсната част гладка и плоска и да предотврати потенциални къси съединения на батерията, причинени от резки, пробиващи сепаратора на повърхността на полюсната част. Уплътнете електродния материал, покрит върху токоприемника на електрода, за да намалите обема на електрода и да подобрите енергийната плътност на батерията. Направете контакта между активното вещество и проводящите частици на агента по-тесен и подобрете електронната проводимост. Увеличете силата на свързване между покриващия материал и токоприемника, намалете появата на загуба на прах по време на процеса на цикъл на електродите на батериите и подобрете живота на цикъла и безопасността на литиевите батерии.
2 Процес на пресоване на ролка
1. Подготовка на материала:Покрийте материалите на положителните и отрицателните електроди на батерията със смес от проводящи агенти, свързващи вещества и др. върху алуминиево или медно фолио в съответствие с изискванията на процеса.
2. Пускане в експлоатация на ролкова преса:Поставете положителния и отрицателния полюс на батерията в ролковата преса и регулирайте налягането, напрежението и скоростта на ролката, за да се адаптирате към размера на процеса и изискванията на батерията.
3. Процес на валцуване:Валцоващата машина започва да работи и ролките притискат положителните и отрицателните електродни плочи на батерията, карайки активния материал да претърпи физически реакции със сместа от проводими агенти, свързващи вещества и др., образувайки плътна структура и постигайки необходимата дебелина на уплътняване за процеса.
3 Фактори, влияещи върху ефекта от процеса на валцуване
1. Налягане и скорост на ролката:Натискът и скоростта на ролката са важни фактори, влияещи върху ефективността на процеса на валцоване. Прекомерният натиск върху ролката може да причини прекомерна деформация на материалите на положителните и отрицателните електроди на батерията, което да повлияе на жизнения цикъл на батерията; Прекомерната скорост на ролката може да доведе до недостатъчно уплътняване на сместа от материали за положителни и отрицателни електроди, активни материали, проводящи агенти, свързващи вещества и т.н. в батерията, което влияе върху енергийната плътност на батерията.
2. Свойства на материалите за положителни и отрицателни електроди:Различните материали за положителни и отрицателни електроди имат различна плътност на уплътняване и трябва да бъдат избрани подходящи параметри на валцуване за обработка.
3. Свойства на смеси от активни вещества с проводими агенти, свързващи вещества и др.:Концентрацията и съставът на сместа от активни вещества с проводими агенти, свързващи вещества и т.н. могат да повлияят на дебелината на валцуване на положителните и отрицателните електродни листове на батерията.
4. Производителност на ролкова преса:Производителността на ролковата преса също влияе върху ефекта на процеса на валцуване. Например, точността, стабилността и системата за управление на ролковата преса могат да повлияят на качеството и ефективността на ролковата преса.
4 Влиянието на процеса на валцуване върху работата на батерията
1. Енергийна плътност:По време на процеса на валцуване ролковото колело компресира материалите на положителните и отрицателните електроди на батерията, намалявайки дебелината на плочите на положителните и отрицателните електроди и по този начин увеличавайки енергийната плътност на батерията.
2. Цикъл живот:По време на процеса на валцоване ролковото колело притиска материалите на положителните и отрицателните електроди на батерията, подобрявайки адхезията на праха от положителни и отрицателни електроди, подобрявайки структурата и стабилността на материалите на положителните и отрицателните електроди на батерията, намалявайки вътрешното съпротивление и капацитет влошаване на качеството на батерията и по този начин подобряване на жизнения цикъл на батерията.
3. Безопасност:Процесът на валцуване може да увеличи контактната площ между материалите на положителните и отрицателните електроди на батерията и сместа от активни вещества, проводящи агенти, свързващи вещества и т.н., като по този начин подобрява скоростта на реакцията и ефективността на пренос на заряда на батерията и повишава нейната безопасност.
4. Вътрешно съпротивление:Процесът на валцуване може да подобри проводящата мрежа на електрода, да намали вътрешното съпротивление на батерията и да подобри ефективността на зареждане и разреждане на батерията.
Процесът на валцуване обаче има и някои неблагоприятни ефекти. Например, валцуването значително намалява порьозността на електрода, което води до намаляване на ефективността на инфилтрация на електролита, увеличаване на Li+транспортното съпротивление и увеличаване на поляризацията на електрода. В допълнение, якостта на счупване на опън и модулът на Юнг на полюсната част се увеличават след валцуване, еластично-пластичната деформация отслабва и крехкостта се увеличава. В последващите процеси на рязане и навиване лесно се образува концентрация на напрежение и голямо вътрешно налягане, което води до влошаване на производителността на полюсната част.
5 Често срещани проблеми и решения на процеса на валцуване
1. Неравномерна дебелина на поляризатора:Това се дължи главно на непаралелизма между оста на ролката и оста на всяка ролка. Този проблем може да бъде решен чрез регулиране на паралелността на всяка ос на ролката.
2. Питинг по повърхността на поляризатора:Това се дължи главно на корозия от умора на повърхността на валцованата мелница. Това е свързано с материала на валцоващата мелница, неравномерната металографска структура по време на термична обработка, слабата якост на умора на повърхността на валцоващата мелница и грапавостта на повърхността на валцоващата мелница. Този проблем може да бъде решен чрез подобряване на материала и процеса на топлинна обработка на валцовата мелница, повишаване на якостта на умора на повърхността на валцованата мелница и оптимизиране на грапавостта на повърхността на валцованата мелница.
3. Отскок на дебелината по време на търкаляне на стълба:Това се дължи главно на голямата остатъчна еластична деформация и високата влажност на околната среда след валцуване на стълба. Еластичната деформация на поляризатора може да бъде намалена чрез оптимизиране на параметрите на валцуване, контролиране на влажността на околната среда и възприемане на процес на горещо валцуване, като по този начин се намалява отскокът на дебелината.
4. Неравномерна форма на поляризаторната плоча:Това се дължи главно на неравномерна деформация по време на валцуване на поляризатора, малко и неравномерно напрежение преди и след или грешки в дебелината на поляризаторното покритие. Този проблем може да бъде решен чрез оптимизиране на параметрите на процеса на валцоване, регулиране на напрежението преди и след и подобряване на постоянството на дебелината на покритието на поляризатора.
6 Тенденцията на развитие на технологията за ролково пресоване
С непрекъснатото развитие на технологията за литиеви батерии, процесът на валцуване непрекъснато се обновява и подобрява. Бъдещите тенденции на развитие включват:
1. Миниатюризация и интеграция на оборудването:За да се подобри ефективността на производството, ролковите преси се развиват към миниатюризация и интеграция. Понастоящем най-голямата дължина на тялото на ролката е достигнала 1600 mm и може да продължи да се увеличава в бъдеще.
2. Подобрено ниво на интелигентност:Поради големия си производствен капацитет компаниите за батерии за захранване и съхранение на енергия имат по-високи изисквания към нивото на интелигентност на подвижното оборудване. Например оборудването за ролково пресоване с висока степен на автоматизация и съпътстващи методи за откриване ще става все по-популярно.
3. Приложение на процеса на горещо валцуване:За да се подобри непрекъснатостта на производствената линия и да се намали счупването на лентата, водещите производители на литиеви батерии са склонни да възприемат процеса на горещо валцуване. Процесът на горещо валцуване може да намали вътрешното напрежение, вероятността за отскок и устойчивостта на деформация на поляризатора и да подобри качеството на поляризатора.
4. Оптимизиране на параметрите на търкаляне:Оптимизирането на параметрите на търкаляне е ключът към подобряване на производителността на батерията. В бъдеще непрекъснато ще оптимизираме параметрите на търкаляне чрез експерименти и симулации, за да постигнем по-добра производителност на батерията.
Процесът на валцуване на литиеви батерии е важна връзка в производствения процес на литиево-йонни батерии. Чрез разумно контролиране на параметрите на валцуване и условията на процеса могат да се получат литиево-йонни батерии с отлична производителност. Междувременно, с непрекъснатото развитие на технологиите, процесът на валцуване също ще продължи да се обновява и подобрява, за да отговори на нуждите от батерии с по-висока производителност.