1 Princip og formål med rullende proces
Rulleprocessen er at rullepres en blanding af positive og negative elektrodematerialer af batterier med aktive stoffer, ledende midler, bindemidler osv. for at danne en tæt struktur. Hovedformålet med rullepresning er at holde overfladen af polstykket glat og fladt og at forhindre potentielle batterikortslutninger forårsaget af grater, der gennemborer separatoren på polstykkets overflade. Komprimer elektrodematerialet, der er belagt på elektrodestrømsamleren, for at reducere elektrodens volumen og forbedre batteriets energitæthed. Gør kontakten mellem det aktive stof og ledende middelpartikler tættere, og forbedre den elektroniske ledningsevne. Forbedre bindingsstyrken mellem belægningsmaterialet og strømopsamleren, reducer forekomsten af pulvertab under cyklingsprocessen for batterielektroder, og forbedre cykluslevetiden og sikkerhedsydelsen af lithiumbatterier.
2 Rullepresningsproces
1. Materiale forberedelse:Beklæd batteriets positive og negative elektrodematerialer med en blanding af ledende midler, bindemidler osv. på aluminiumsfolie eller kobberfolie i henhold til proceskravene.
2. Idriftsættelse af rullepresse:Placer batteriets positive og negative polstykker i rullepressen, og juster trykket, spændingen og hastigheden af rullen for at tilpasse sig processtørrelsen og batteriets krav.
3. Rulleproces:Valsemaskinen begynder at køre, og rullerne presser batteriets positive og negative elektrodeplader, hvilket får det aktive materiale til at undergå fysiske reaktioner med blandingen af ledende midler, bindemidler osv., der danner en tæt struktur og opnår den nødvendige komprimeringstykkelse for processen.
3 Faktorer, der påvirker effekten af rulleprocessen
1. Tryk og hastighed på valsen:Tryk og hastighed af valsen er vigtige faktorer, der påvirker effektiviteten af valseprocessen. For stort tryk på rullen kan forårsage overdreven deformation af de positive og negative elektrodematerialer på batteriet, hvilket påvirker batteriets cykluslevetid; For høj hastighed af rullen kan føre til utilstrækkelig komprimering af blandingen af positive og negative elektrodematerialer, aktive materialer, ledende midler, bindemidler osv. i batteriet, hvilket påvirker batteriets energitæthed.
2. Egenskaber for positive og negative elektrodematerialer:Forskellige positive og negative elektrodematerialer har forskellige komprimeringsdensiteter, og passende rulleparametre skal vælges til forarbejdning.
3. Egenskaber ved blandinger af aktive stoffer med ledende midler, bindemidler mv.:Koncentrationen og sammensætningen af blandingen af aktive stoffer med ledende midler, bindemidler osv. kan påvirke rulletykkelsen af batteriets positive og negative elektrodeplader.
4. Ydeevne af rullepresse:Ydeevnen af rullepresse påvirker også valseproceseffekten. For eksempel kan nøjagtigheden, stabiliteten og kontrolsystemet for en rullepresse alle påvirke kvaliteten og effektiviteten af rullepressen.
4 Rolleprocessens indflydelse på batteriets ydeevne
1. Energitæthed:Under rulleprocessen komprimerer rullehjulet batteriets positive og negative elektrodematerialer, hvilket reducerer tykkelsen af de positive og negative elektrodeplader og øger derved batteriets energitæthed.
2. Cyklusliv:Under rulleprocessen presser rullehjulet batteriets positive og negative elektrodematerialer, hvilket forbedrer vedhæftningen af det positive og negative elektrodepulver, forbedrer strukturen og stabiliteten af batteriets positive og negative elektrodematerialer, hvilket reducerer den interne modstand og kapacitet. nedbrydning af batteriet, og dermed forbedre batteriets cykluslevetid.
3. Sikkerhed:Rulleprocessen kan øge kontaktarealet mellem batteriets positive og negative elektrodematerialer og blandingen af aktive stoffer, ledende midler, bindemidler osv., hvorved batteriets reaktionshastighed og ladningsoverførselseffektivitet forbedres og dets sikkerhed forbedres.
4. Intern modstand:Rulningsprocessen kan forbedre elektrodens ledende netværk, reducere batteriets indre modstand og forbedre batteriets opladnings- og afladningsydelse.
Rulningsprocessen har dog også nogle negative virkninger. For eksempel reducerer rulning betydeligt elektrodens porøsitet, hvilket fører til et fald i elektrolytinfiltrationseffektivitet, en stigning i Li+transportmodstand og en stigning i elektrodepolarisering. Derudover øges trækbrudstyrken og Youngs modul af polstykket efter rulning, den elastisk-plastiske deformation svækkes, og skørheden øges. I de efterfølgende spalte- og viklingsprocesser dannes let spændingskoncentration og stort indre tryk, hvilket fører til ydeevneforringelse af polstykket.
5 Almindelige problemer og løsninger af rullende proces
1. Ujævn tykkelse af polarisatoren:Dette skyldes hovedsageligt manglende parallelitet mellem rulleaksen og aksen for hver rulle. Dette problem kan løses ved at justere paralleliteten af hver rulleakse.
2. Pitting på overfladen af polarisatoren:Dette er hovedsageligt forårsaget af træthedsgruberkorrosion på overfladen af valseværket. Dette er relateret til valseværkets materiale, ujævn metallografisk struktur under varmebehandling, dårlig udmattelsesstyrke af valseværkets overflade og overfladeruhed af valseværket. Dette problem kan løses ved at forbedre valseværkets materiale- og varmebehandlingsproces, øge udmattelsesstyrken på valseværkets overflade og optimere valseværkets overfladeruhed.
3. Tykkelse rebound under stangrulning:Dette skyldes hovedsageligt den store resterende elastiske deformation og høj miljøfugtighed efter stangvalsning. Den elastiske deformation af polarisatoren kan reduceres ved at optimere rulleparametrene, kontrollere den miljømæssige fugtighed og anvende en varmvalsningsproces, hvorved tykkelsesrebound reduceres.
4. Ujævn polarisatorpladeform:Dette skyldes hovedsageligt ujævn deformation under polarisatorvalsning, lille og ujævn spænding før og efter eller fejl i polarisatorbelægningens tykkelse. Dette problem kan løses ved at optimere valseprocesparametrene, justere spændingen før og efter og forbedre konsistensen af belægningstykkelsen af polarisatoren.
6 Udviklingstendensen for rullepresteknologi
Med den kontinuerlige udvikling af lithiumbatteriteknologi er rulleprocessen også konstant nyskabende og forbedret. De fremtidige udviklingstendenser omfatter:
1. Miniaturisering og integration af udstyr:For at forbedre produktionseffektiviteten udvikler rullepresser sig mod miniaturisering og integration. På nuværende tidspunkt har den længste længde af rullelegemet nået 1600 mm, og den kan fortsætte med at stige i fremtiden.
2. Forbedret intelligensniveau:På grund af deres store produktionskapacitet har kraft- og energilagerbatterivirksomheder højere krav til intelligensniveauet for rullende udstyr. Eksempelvis vil rullepresningsudstyr med høj automatisering og medfølgende detektionsmetoder blive stadig mere populært.
3. Anvendelse af varmvalseproces:For at forbedre kontinuiteten i produktionslinjen og reducere brud på strimler, har topproducenter af lithiumbatterier en tendens til at anvende varmvalsning. Varmvalsningsprocessen kan reducere polarisatorens indre spænding, tilbageslagssandsynlighed og deformationsmodstand og forbedre polarisatorens kvalitet.
4. Optimering af rullende parametre:Optimering af rulleparametre er nøglen til at forbedre batteriets ydeevne. I fremtiden vil vi løbende optimere de rullende parametre gennem eksperimenter og simuleringer for at opnå bedre batteriydelse.
Lithium-batterirulleprocessen er et vigtigt led i produktionsprocessen af lithium-ion-batterier. Ved rimeligt at kontrollere rulleparametrene og procesforholdene kan der opnås lithium-ion-batterier med fremragende ydeevne. I mellemtiden, med den kontinuerlige udvikling af teknologi, vil rulleprocessen også fortsætte med at innovere og forbedres for at imødekomme behovene for batterier med højere ydeevne.