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锂电池十大关键设备:滚动设备

2024-01-05


锂电池十大关键设备:滚动设备

 

roller

  • T滚动设备的功能
    滚筒压实是指将涂覆并干燥至一定程度的锂电池电极进行压实的过程。压实后的电极可以提高锂电池的能量密度,并且粘合剂能将电极材料牢固地粘附在集流体上,从而防止循环过程中电极材料从集流体上脱落造成锂电池能量损失。压实前,涂覆后的锂电池电极必须干燥至一定程度,否则在压实过程中电极上的涂层会从集流体上脱落。压实过程中,还需要控制电极片的压实量。

    电极板过度压实会影响集流体附近的电极材料,使其无法有效去除锂离子。同时,活性物质之间也会紧密粘附,容易从集流体上脱落。严重时,还会导致电极塑性过大,最终导致卷绕电极无法卷绕断裂。

    轧制是锂电池电极制造中最关键的工艺之一,其轧制精度对锂电池的性能影响很大。

 

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  • 辊压的目的如下:

    辊压工艺可以保持电极表面光滑平整,从而防止电极表面毛刺刺破隔膜造成电池短路的风险,并提高电池的能量密度。

    辊压工艺可以压实涂覆在电极集流体上的电极材料,从而减小电极的体积,提高电池的能量密度,提高锂电池的循环寿命和安全性能。

 

  • 电池极滚动原理

    辊压的目的是使活性物质与箔材结合得更紧密、更均匀厚。

    辊压工艺必须在涂布完成且偏光片干燥后进行,否则在辊压过程中可能会发生粉末脱落和薄膜层脱落。

    电池电极是一面涂有导电膏颗粒的铜箔(或铝箔)。电池电极条在卷绕之前要经过涂覆和干燥两个工序。

    轧制前,电浆涂层 在铜箔 (或者铝箔) 是一种半流动、半固体的颗粒介质,由不相连或弱相连的单个颗粒或团簇组成,具有一定的分散性和流动性。电浆颗粒之间存在空隙,这保证了在轧制过程中,电浆颗粒可以进行小位移运动,以填充空隙并在压实作用下彼此定位。电池电极的轧制过程可以描述为半固态电浆颗粒在未密封状态下的连续轧制过程。电浆颗粒粘附在铜箔(或铝箔)上,通过摩擦不断被咬入辊隙中,并被轧制和压实成具有一定密度的电池电极。

    电池电极的轧制与钢材的轧制存在显著差异。钢材轧制时,轧制件在受到外力作用时首先发生弹性变形。当外力增大到一定程度时,轧制件开始发生塑性变形。外力增大导致塑性变形增大。纵向轧钢的目的是提高钢材的伸长率。在轧钢过程中,钢材分子沿纵向延伸并横向膨胀,导致轧制件厚度减小,但密度不变。


 

 

  • 影响轧制质量的因素

    电池电极轧制设备造成的质量问题主要体现在轧制后电极厚度不均匀上。厚度不一致会导致电池电极压实密度不一致,这是影响电池性能一致性的关键因素。

    如图所示,电极厚度均匀性包括横向厚度均匀性和纵向厚度均匀性。横向厚度不均匀性和纵向厚度不均匀性的形成原因不同。极板横向厚度不均匀性的主要影响因素包括轧机的弯曲变形、机座刚度、主要承载部件的弹性变形、轧辊压力、极板宽度等。轧机运转过程中,由于轧辊压力的作用,轧机和机座等承载部件发生变形,最终导致轧机发生挠曲变形,使得极板在横向方向上出现中间厚两侧薄的现象;偏光片纵向厚度不均匀的主要影响因素是滚轮、轴承、轴承座等的加工精度和安装精度。关键工件的加工误差会导致滚轮旋转时作用在偏光片上的滚压出现周期性波动,从而导致偏光片纵向压实厚度不均匀。

    影响偏光膜卷绕质量的因素包括张力控制装置、校正装置、切割装置、除尘装置等。在卷绕过程中,偏光片需要保持一定的张力。如果张力过小,偏光片容易起皱。


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