Hvad er funktionerne, principperne og indflydelsesfaktorerne for rullepressemaskine?

Rulning refererer til processen med at komprimere belagte og tørrede lithiumbatterielektroder.

Rulning øger energitætheden af ​​lithiumbatterier og gør det muligt for bindemidlet at klæbe elektrodematerialet fast til strømaftageren, hvilket forhindrer energitab på grund af elektrodemateriale, der løsner sig under cykling. Før valsning skal de belagte elektroder tørres til en vis grad; ellers vil belægningen løsne sig fra strømaftageren under rulning. Komprimeringsmængden skal kontrolleres under valsning. Overdreven komprimering kan påvirke elektrodematerialet i nærheden af ​​strømaftageren, hvilket forhindrer korrekt lithium-ion-interkalering og deinterkalering og få det aktive materiale til at klæbe tæt sammen, hvilket gør det nemt for det at løsne sig fra strømkollektoren. I alvorlige tilfælde kan det også øge elektrodens plasticitet, hvilket gør den uegnet til opvikling og forårsager brud.

Rulleformning er en af ​​de mest kritiske processer inden for fremstilling af lithium-ionbatterielektroder, og dens præcision påvirker batteriets ydeevne betydeligt.

ACEY-HRP100varmvalsepressemaskineer hovedsageligt velegnet til elektrisk valsning af batterimaterialer i laboratoriet, en lille mængde ædelmetalmaterialer såsom guld og sølv og ikke-jernholdige materialer såsom kobber og aluminium ved en bestemt temperatur. Rulletykkelsen er justerbar og betjeningen er enkel. Den er især velegnet til udtynding og forøgelse af tætheden af ​​lithiumbatteripolplader af rene energimaterialer.

Formålet med valseformning er som følger: Valseformning sikrer en glat og flad elektrodeoverflade, der forhindrer kortslutninger forårsaget af grater, der gennemborer separatoren og forbedrer energitætheden. Det komprimerer også elektrodematerialet, der er belagt på strømaftageren, hvilket reducerer elektrodevolumen og øger energitætheden, cykluslevetiden og sikkerheden yderligere.

Formålet med rulleformning er at opnå en tættere og mere ensartet binding mellem det aktive materiale og folien. Rulleformning skal udføres efter belægning og elektrodetørring; ellers kan der let opstå pulverafskalning og filmafskalning.

Batterielektroder er kobber (eller aluminium) folier belagt med elektriske pastapartikler på begge sider. Batterielektrodestrimlen gennemgår belægnings- og tørreprocesser før rulleformning. Før valsning er den elektriske pastabelægning på kobberfolien (eller aluminiumsfolien) et semi-flydende, semi-fast granulært medium sammensat af ikke-forbundne eller svagt forbundne individuelle partikler eller klumper, der udviser en vis grad af dispergerbarhed og flydende. Eksistensen af ​​hulrum mellem de elektriske pastapartikler sikrer, at partiklerne under rulning kan gennemgå små forskydningsbevægelser for at udfylde disse hulrum, hvilket gør det muligt for dem at placere sig selv under komprimering. Batterielektroderulning kan betragtes som en kontinuerlig rulleproces af halv-faste elektriske pastapartikler i uforseglet tilstand. De elektriske pastapartikler klæber til kobberfolien (eller aluminiumsfolien) og bides kontinuerligt ind i rullespalterne ved friktion og komprimeres derefter ved at rulle ind i batterielektroder med en vis tæthed. Rulleprincippet er vist i figur 2.

Rulningen af ​​batterielektroder adskiller sig væsentligt fra rullen af ​​stål. Under stålvalsning gennemgår emnet i begyndelsen elastisk deformation under ydre kraft. Når den ydre kraft stiger til en vis grænse, begynder emnet at gennemgå plastisk deformation. Når den ydre kraft øges, øges den plastiske deformation. Formålet med langsgående valsning ved stålvalsning er at opnå forlængelse. Under stålvalsning strækker molekyler sig i længderetningen og udvider sig lateralt, hvilket resulterer i et tyndere valset stykke, men ingen ændring i densitet. Batterielektroder fremstilles ved at belægge en sammensat opslæmning på et substrat såsom aluminium eller kobberfolie. Valseprocessen komprimerer de elektriske slampartikler på elektroden, hvilket øger dens tæthed. En passende komprimeringstæthed kan øge batteriets afladningskapacitet, reducere den indre modstand og forlænge dets cykluslevetid. De elektriske slampartikler undergår forskydning og deformation under tryk, og elektrodetætheden ændres med trykket i henhold til et bestemt mønster, som vist i figur 3.

I region I begynder de elektriske slampartikler, efterhånden som kontakttrykket stiger, at gennemgå små-skalaforskydning, som gradvist øges. På dette tidspunkt udfyldes mellemrummene mellem de elektriske opslæmningspartikler gradvist, specifikt manifesteret som en langsom stigning i den relative tæthed af elektrodestrimlen med stigende kontakttryk.

I region II, efter den lille-tæthedsforøgelse i region I, fortsætter de elektriske slampartikler med at udfylde hullerne mellem dem, efterhånden som kontakttrykket stiger. Efter valsning i region II komprimeres mellemrummene mellem partiklerne og komprimeres. Specifikt stiger den relative tæthed af elektrodestrimlen hurtigt med stigende kontakttryk, med en meget højere hastighed end i region I. Samtidig forekommer en vis deformation af de elektriske opslæmningspartikler i region II.

I region III, efter at hullerne mellem de elektriske slampartikler i region II er fyldt, forskydes partiklerne ikke længere. Men med stigende kontakttryk begynder de elektriske gyllepartikler at undergå store deformationer. På dette tidspunkt stiger den relative tæthed af elektrodestrimlen ikke længere hurtigt med stigende kontakttryk; elektrodestrimlen hærder, og derfor bliver ændringen i relativ tæthed en flad kurve.

Ændringerne i de elektriske slampartikler på batterielektroden under valseprocessen er yderst komplekse. Stigningen i den relative densitet af de elektriske slampartikler viser sig hovedsageligt i partikelforskydning. Denne forskydning udfylder hullerne mellem partiklerne, mens en lille del af partiklerne deformeres. Efterfølgende, på grund af det øgede valsetryk, undergår de elektriske opslæmningspartikler betydelig deformation, efter at hullerne er udfyldt, selvom der også forekommer en mindre forskydning i dette trin.

Elektrodekvalitetsproblemerne forårsaget af batterielektroderulningsudstyret afspejles hovedsageligt i ujævnheden af ​​elektrodetykkelsen efter valsning. Ukonsekvent tykkelse fører til inkonsekvent komprimeringstæthed af batterielektroden, hvilket er en nøglefaktor, der påvirker ensartetheden af ​​batteriets ydeevne. Elektrodetykkelsesensartethed inkluderer tværgående tykkelsesensartethed og langsgående tykkelsesensartethed, som vist i figur 4. Årsagerne til uensartethed i tværgående og langsgående tykkelse er forskellige.

De vigtigste faktorer, der påvirker den tværgående tykkelsesensartethed af elektrodepladen, er valsernes bøjningsdeformation, stivheden af ​​møllebasen, den elastiske deformation af de hovedlastbærende komponenter, valsetrykket og elektrodepladens bredde. Under mølledrift forårsager valsetrykket deformation af valserne og møllebasen, hvilket i sidste ende viser sig som valseafbøjning, hvilket resulterer i en tværgående tykkelsesensartethed, hvor elektrodepladen er tykkere i midten og tyndere ved kanterne. De vigtigste faktorer, der påvirker den langsgående tykkelsesensartethed af elektrodepladen, er bearbejdnings- og installationsnøjagtigheden af ​​ruller, lejer og lejehuse. Bearbejdningsfejl i nøglekomponenter kan forårsage periodiske udsving i rulletrykket, der virker på elektrodepladen under rullerotation, hvilket resulterer i ujævn komprimeringstykkelse i længderetningen.

Andre faktorer, der påvirker kvaliteten af ​​elektrodepladerulning, omfatter spændingskontrolanordninger, justeringsanordninger, udskæringsanordninger og støvfjernelsesanordninger. Under valseprocessen kræver elektrodepladen en vis spænding. Utilstrækkelig spænding kan føre til rynker, mens overdreven spænding kan forårsage brud. Støvfjernelsesanordninger sikrer, at overfladedefekter forårsaget af urenheder ikke vises på elektrodepladens overflade under rulning. Korrektionsanordningen og trimmeanordningen påvirker hovedsageligt den skærende dimensionelle nøjagtighed af elektrodepladen.

Acey New Energyer en høj-leverandør af udstyr og komplette løsninger med speciale inden for nye energibatterier. Det er dedikeret til at levere fuld-cyklustjenester fra eksperimentel udvikling til stor-produktion til globale batteriproducerende virksomheder, forskningsinstitutioner og innovative energiorganisationer. Uanset om det er prøveproduktionen på laboratorieniveau eller procesverifikationen i pilotfasen.

Kontakt nu