Vilka är funktionerna, principerna och påverkande faktorerna för en rullpressmaskin?

Valsning avser processen att komprimera belagda och torkade litiumbatterielektroder.

Rullning ökar energitätheten hos litiumbatterier och gör att bindemedlet kan fästa elektrodmaterialet ordentligt vid strömavtagaren, vilket förhindrar energiförlust på grund av att elektrodmaterial lossnar under cykling. Före valsning måste de belagda elektroderna torkas till en viss grad; annars kommer beläggningen att lossna från strömavtagaren under valsning. Komprimeringsmängden måste kontrolleras under valsningen. Överdriven komprimering kan påverka elektrodmaterialet nära strömavtagaren, förhindra korrekt litium-joninsättning och deinterkalering, och få det aktiva materialet att fästa tätt ihop, vilket gör det lätt för det att lossna från strömavtagaren. I svåra fall kan det också öka elektrodens plasticitet, vilket gör den olämplig för lindning och orsaka brott.

Rullformning är en av de mest kritiska processerna vid tillverkning av litium-jonbatterielektroder, och dess precision påverkar batteriets prestanda avsevärt.

ACEY-HRP100varmvalspressmaskinär främst lämplig för elektrisk valsning av batterimaterial i laboratoriet, en liten mängd ädelmetallmaterial som guld och silver och icke-järnhaltiga material som koppar och aluminium vid en viss temperatur. Rulltjockleken är justerbar och operationen är enkel. Den är särskilt lämplig för att gallra ut och öka densiteten hos litiumbatteripolplattor av rena energimaterial.

Syften med valsformning är följande: Valsformning säkerställer en jämn och platt elektrodyta, förhindrar kortslutningar orsakade av grader som tränger igenom separatorn och förbättrar energitätheten. Den komprimerar också elektrodmaterialet som är belagt på strömavtagaren, vilket minskar elektrodvolymen och ökar energitätheten, cykellivslängden och säkerheten ytterligare.

Syftet med valsformning är att uppnå en tätare och mer enhetlig bindning mellan det aktiva materialet och folien. Valsformning måste utföras efter beläggning och elektrodtorkning; annars kan pulveravfall och filmflossning lätt uppstå.

Batterielektroder är koppar (eller aluminium) folier belagda med elektriska pastapartiklar på båda sidor. Batterielektrodremsan genomgår beläggnings- och torkningsprocesser innan rullformning. Före valsning är den elektriska pastabeläggningen på kopparfolien (eller aluminiumfolien) ett halv-flytande, halv-fast granulärt medium som består av obundna eller svagt anslutna individuella partiklar eller klumpar, som uppvisar en viss grad av dispergerbarhet och flytbarhet. Förekomsten av hålrum mellan de elektriska pastapartiklarna säkerställer att partiklarna under rullning kan genomgå små förskjutningsrörelser för att fylla dessa hålrum, vilket gör att de kan placeras under komprimering. Batterielektrodrullning kan betraktas som en kontinuerlig rullningsprocess av halv-fasta elektriska pastapartiklar i ett oförseglat tillstånd. De elektriska pastapartiklarna fäster vid kopparfolien (eller aluminiumfolien) och bits kontinuerligt in i rullgaporna genom friktion och komprimeras sedan genom att rulla in batterielektroder med en viss densitet. Rullningsprincipen visas i figur 2.

Valsningen av batterielektroder skiljer sig väsentligt från valsningen av stål. Under stålvalsning genomgår arbetsstycket initialt elastisk deformation under yttre kraft. När den yttre kraften ökar till en viss gräns börjar arbetsstycket genomgå plastisk deformation. När den yttre kraften ökar ökar den plastiska deformationen. Syftet med längsgående valsning vid stålvalsning är att uppnå förlängning. Under stålvalsning sträcker sig molekyler i längdriktningen och vidgas i sidled, vilket resulterar i en tunnare valsad bit men ingen förändring i densitet. Batterielektroder tillverkas genom att belägga en sammansatt slurry på ett substrat såsom aluminium- eller kopparfolie. Valsningsprocessen komprimerar de elektriska slurrypartiklarna på elektroden, vilket ökar dess densitet. En lämplig packningsdensitet kan öka batteriets urladdningskapacitet, minska det interna motståndet och förlänga dess livslängd. De elektriska slurrypartiklarna genomgår förskjutning och deformation under tryck, och elektrodensiteten ändras med trycket enligt ett visst mönster, som visas i figur 3.

I region I, när kontakttrycket ökar, börjar de elektriska slurrypartiklarna genomgå små-skaliga förskjutningar, som gradvis ökar. Vid denna punkt fylls luckorna mellan de elektriska uppslamningspartiklarna gradvis, vilket uttryckligen manifesteras som en långsam ökning av den relativa densiteten hos elektrodremsan med ökande kontakttryck.

I region II, efter den lilla-densitetsökningen i region I, fortsätter de elektriska slampartiklarna att fylla mellanrummen mellan dem när kontakttrycket ökar. Efter valsning i region II komprimeras gapen mellan partiklarna och komprimeras. Specifikt ökar den relativa densiteten hos elektrodremsan snabbt med ökande kontakttryck, med en mycket högre hastighet än i region I. Samtidigt inträffar viss deformation av de elektriska uppslamningspartiklarna i region II.

I region III, efter att luckorna mellan de elektriska slampartiklarna i region II har fyllts, skiftar partiklarna inte längre. Men med ökande kontakttryck börjar de elektriska slurrypartiklarna att genomgå stora deformationer. Vid denna tidpunkt ökar inte längre den relativa densiteten hos elektrodremsan snabbt med ökande kontakttryck; elektrodremsan hårdnar, och därför blir förändringen i relativ densitet en platt kurva.

Förändringarna i de elektriska slampartiklarna på batterielektroden under valsningsprocessen är mycket komplexa. Ökningen av den relativa densiteten hos de elektriska slampartiklarna manifesteras huvudsakligen i partikelförskjutning. Denna förskjutning fyller mellanrummen mellan partiklar, medan en liten del av partiklarna deformeras. Därefter, på grund av det ökade valstrycket, undergår de elektriska uppslamningspartiklarna betydande deformation efter att luckorna fyllts, även om en viss mindre förskjutning också inträffar under detta steg.

Elektrodkvalitetsproblemen som orsakas av batterielektrodrullningsutrustningen återspeglas huvudsakligen i ojämnheten i elektrodtjockleken efter valsning. Inkonsekvent tjocklek leder till inkonsekvent packningsdensitet för batterielektroden, vilket är en nyckelfaktor som påverkar enhetligheten i batteriprestanda. Elektrodtjocklekslikformighet inkluderar tvärgående tjocklekslikformighet och longitudinell tjocklekslikformighet, som visas i figur 4. Orsakerna till ojämnhet i tvärgående och longitudinell tjocklek är olika.

De huvudsakliga faktorerna som påverkar den tvärgående tjocklekslikformigheten hos elektrodskivan är valsarnas böjningsdeformation, valsarnas styvhet, den elastiska deformationen av huvudlastbärande komponenter, valstrycket och elektrodskivans bredd. Under valsdrift orsakar valstrycket deformation av valsarna och valsbasen, vilket slutligen visar sig som valsavböjning, vilket resulterar i en tvärgående tjocklekslikformighet där elektrodskivan är tjockare i mitten och tunnare vid kanterna. De huvudsakliga faktorerna som påverkar den längsgående tjocklekslikformigheten hos elektrodskivan är bearbetnings- och installationsnoggrannheten hos rullarna, lagren och lagerhusen. Bearbetningsfel i nyckelkomponenter kan orsaka periodiska fluktuationer i valstrycket som verkar på elektrodplåten under valsrotation, vilket resulterar i ojämn packningstjocklek i längdriktningen.

Andra faktorer som påverkar kvaliteten på rullning av elektrodark inkluderar spänningskontrollanordningar, inriktningsanordningar, skäranordningar och dammborttagningsanordningar. Under rullningsprocessen kräver elektrodskivan en viss spänning. Otillräcklig spänning kan leda till rynkor, medan överdriven spänning kan orsaka brott. Dammborttagningsanordningar säkerställer att ytdefekter orsakade av föroreningar inte uppträder på elektrodskivans yta under valsning. Korrigeringsanordningen och trimningsanordningen påverkar huvudsakligen elektrodskivans skärningsdimensionella noggrannhet.

Acey New Energyär en-avancerad leverantör av utrustning och kompletta lösningar som specialiserat sig på nya energibatterier. Det är dedikerat till att tillhandahålla kompletta-cykeltjänster från experimentell utveckling till stor-produktion för globala batteritillverkningsföretag, forskningsinstitutioner och innovativa energiorganisationer. Oavsett om det är provproduktionen på laboratorienivå eller processverifieringen under pilotskedet.

Kontakta nu