Desenvolvimento do revestidor de lítio: revestimento unilateral→ revestimento de dupla face

Revestimento processo é um processo baseado no estudo das propriedades do fluido, que envolve o revestimento de uma ou mais camadas de líquido em um substrato. O substrato é geralmente um filme flexível ou papel de suporte e, em seguida, o revestimento líquido revestido é seco em um forno ou curado para formar uma camada de filme funcional especial.

O processo de revestimento do eletrodo da bateria de íons de lítio tem características próprias:

1) Revestimento dupla face de camada única, por sua vez, a maioria das máquinas de revestimento dupla face no mercado também são revestimento dupla face, por sua vez

2) O revestimento úmido da pasta é mais espesso, geralmente 100 ~ 300μm

3) A pasta é um fluido não newtoniano de alta viscosidade

4) Em relação aos produtos de revestimento geral, os requisitos de precisão do revestimento do eletrodo são altos

5) O material de base do revestimento éfolha de alumínio oufolha de cobre com uma espessura de 4~30 μm

Atualmente, a indústria de baterias de íons de lítio tem amplamente utilizado a tecnologia de revestimento por extrusão de fenda para fabricar folhas de eletrodos de bateria. A tecnologia de revestimento por extrusão pode obter revestimento de alta precisão, mas também pode ser usada para revestimento fluido de maior viscosidade. No processo real, a uniformidade, estabilidade, efeitos de borda e superfície da solução de revestimento são afetados pelas propriedades reológicas da solução de revestimento, que determinam diretamente a qualidade do revestimento. Muitos pesquisadores estão comprometidos com o estudo do revestimento de janelas por meio de análise teórica, tecnologia de experimentos de revestimento, tecnologia de elementos finitos de mecânica de fluidos e outros métodos de pesquisa. A janela de revestimento é a faixa de operação do processo na qual o revestimento estável pode ser aplicado e o revestimento uniforme pode ser obtido, o que é afetado por três tipos de fatores:

1)características do fluido, como viscosidade μ, tensão superficial σ, densidade ρ;

2)parâmetros geométricos da matriz de extrusão, como espaçamento de revestimento H, tamanho da fenda da matriz w;

3)Parâmetros do processo de revestimento, como velocidade de revestimento v, fluxo de alimentação de pasta Q, etc.

Em geral, a máquina de revestimento utiliza um servo motor com um redutor planetário de precisão para acionar diretamente o rolo de revestimento. O servo motor deve alterar o sinal de entrada para o deslocamento angular ou saída de velocidade angular do eixo rotativo, e a direção e a velocidade do eixo rotativo mudam com a direção da tensão e o tamanho do sinal (forma de pulso). Portanto, a flutuação da fonte de alimentação do servo motor também pode afetar a precisão do revestimento, e a fonte de alimentação do retificador tiristor monofásico comum tem uma capacidade de flutuação muito alta em baixa velocidade, o que reduzirá bastante a qualidade do revestimento.

Ao mesmo tempo, o sistema de fornecimento de lama da bateria também causará instabilidade na quantidade de revestimento, porque a válvula de alimentação com baixa precisão, a bomba de diafragma pneumática e a pressão de ar instável da bomba causarão o fluxo de lama na entrada da cabeça de roscar e a pressão é instável e a taxa de fluxo da lama na saída da fenda da cabeça da matriz mudará.

Em suma, o objetivo principal do revestimento é produzir um revestimento uniforme dos pólos. Condições de revestimento uniformes e estáveis ​​devem atender às seguintes condições:

1) A propriedade da pasta é estável, não sedimenta, a viscosidade, o conteúdo de sólidos e assim por diante não mudam;

2) O fornecimento de alimentação de pasta é estável, formando um estado de fluxo uniforme e estável dentro da cabeça de matriz ou no rolo de revestimento e no rolo de transferência;

3) O processo de revestimento forma um campo de fluxo estável entre a cabeça da matriz e o rolo de revestimento dentro da faixa da janela de revestimento;

4) A folha de caminhada é estável, sem deslizamento, agitação e dobramento graves: controle de tensão e correção.

 Portanto, o equipamento de revestimento de pasta polar tornou-se um dos principais equipamentos para o desenvolvimento e produção bem-sucedidos de baterias de íon-lítio. A precisão do revestimento da máquina de revestimento está inevitavelmente relacionada à viscosidade da pasta, ao equipamento e ao processo de revestimento, e a qualidade do revestimento está diretamente relacionada à qualidade da bateria. Do ponto de vista do fluxo do processo, o revestimento é o processo chave no processo de preparação de células, do ponto de vista do valor do equipamento é o processo chave no processo de preparação de células (preço de série de alta qualidade de mais de 10 milhões ), do ponto de vista do controle não linear é o processo chave no processo de preparação celular; A uniformidade do revestimento, a consistência, o alinhamento, a estabilidade de cozimento, a difusividade do aglutinante e a estabilidade da densidade superficial estão intimamente relacionadas a isso. Ao mesmo tempo, o desempenho do revestimento está diretamente relacionado ao custo, taxa de aprovação e outros indicadores práticos.

Nos primeiros dias,revestidor de bateria de íon de lítio é geralmente o revestimento de um único lado, um rolo de filme polar opera duas vezes, primeiro o revestimento lateral A seca após o enrolamento e, em seguida, o revestimento do lado B. Mais tarde, o fabricante do equipamento desenvolveu uma máquina de revestimento dupla-face, principalmente processamento dobrável, cabeças de molde de revestimento são colocadas em ambos os lados do forno de revestimento, revestindo o lado A em um lado primeiro, entrando no forno para secar e depois revestindo o lado B em o outro lado, entrando novamente no forno de duas camadas para secar e depois enrolando para completar o processo de revestimento em ambos os lados.