Wat zijn de functies, principes en beïnvloedende factoren van de Rolling Press Machine?

Rollen verwijst naar het proces waarbij gecoate en gedroogde lithiumbatterij-elektroden worden samengedrukt.

Het rollen verhoogt de energiedichtheid van lithiumbatterijen en zorgt ervoor dat het bindmiddel het elektrodemateriaal stevig aan de stroomcollector kan hechten, waardoor energieverlies als gevolg van het loskomen van het elektrodemateriaal tijdens het fietsen wordt voorkomen. Vóór het walsen moeten de beklede elektroden tot op zekere hoogte worden gedroogd; anders zal de coating tijdens het rollen loskomen van de stroomcollector. De verdichtingshoeveelheid moet tijdens het walsen worden gecontroleerd. Overmatige verdichting kan het elektrodemateriaal in de buurt van de stroomcollector aantasten, waardoor de juiste intercalatie en de-intercalatie van lithiumionen wordt verhinderd en ervoor wordt gezorgd dat het actieve materiaal stevig aan elkaar blijft kleven, waardoor het gemakkelijk loskomt van de stroomcollector. In ernstige gevallen kan het ook de plasticiteit van de elektrode vergroten, waardoor deze ongeschikt wordt om op te wikkelen en breuk te veroorzaken.

Rolvormen is een van de meest kritische processen bij de productie van lithium-ion-batterijelektroden, en de precisie ervan heeft een aanzienlijke invloed op de prestaties van de batterij.

ACEY-HRP100hete roller persmachineis vooral geschikt voor het elektrisch walsen van batterijmaterialen in het laboratorium, een kleine hoeveelheid edelmetaalmaterialen zoals goud en zilver, en non-ferromaterialen zoals koper en aluminium bij een bepaalde temperatuur. De walsdikte is instelbaar en de bediening is eenvoudig. Het is vooral geschikt voor het verdunnen en verhogen van de dichtheid van lithiumbatterijpoolplaten van schone energiematerialen.

De doeleinden van rolvormen zijn als volgt: Rolvormen zorgt voor een glad en vlak elektrode-oppervlak, waardoor kortsluiting wordt voorkomen die wordt veroorzaakt door bramen die de separator doorboren en de energiedichtheid wordt verbeterd. Het comprimeert ook het elektrodemateriaal dat op de stroomcollector is gecoat, waardoor het elektrodevolume wordt verminderd en de energiedichtheid, levensduur en veiligheid verder worden vergroot.

Het doel van rolvormen is het bereiken van een dichtere en meer uniforme verbinding tussen het actieve materiaal en de folie. Rolvormen moet worden uitgevoerd na het coaten en drogen van de elektrode; anders kan gemakkelijk poederverlies en afbladderen van de film optreden.

Batterij-elektroden zijn koperen (of aluminium) folies die aan beide zijden zijn bedekt met elektrische pastadeeltjes. De batterij-elektrodestrip ondergaat coating- en droogprocessen voordat deze wordt gerolvormd. Vóór het walsen is de elektrische pasta-coating op de koperfolie (of aluminiumfolie) een half{2}}vloeibaar, half-vast korrelig medium dat bestaat uit niet-verbonden of zwak verbonden individuele deeltjes of klonten, die een zekere mate van dispergeerbaarheid en vloeibaarheid vertonen. De aanwezigheid van holtes tussen de elektrische pastadeeltjes zorgt ervoor dat de deeltjes tijdens het walsen kleine verplaatsingsbewegingen kunnen ondergaan om deze holtes op te vullen, waardoor ze zichzelf onder verdichting kunnen positioneren. Het rollen van batterijelektroden kan worden beschouwd als een continu walsproces van half-vaste elektrische pastadeeltjes in een niet-afgedichte toestand. De elektrische pastadeeltjes hechten zich aan de koperfolie (of aluminiumfolie) en worden door wrijving voortdurend in de rolspleten gebeten en vervolgens verdicht door ze te rollen tot batterij-elektroden met een bepaalde dichtheid. Het rolprincipe wordt getoond in Figuur 2.

Het rollen van batterijelektroden verschilt aanzienlijk van het rollen van staal. Tijdens het walsen van staal ondergaat het werkstuk aanvankelijk elastische vervorming onder invloed van externe krachten. Wanneer de externe kracht tot een bepaalde limiet toeneemt, begint het werkstuk plastische vervorming te ondergaan. Naarmate de externe kracht toeneemt, neemt de plastische vervorming toe. Het doel van longitudinaal walsen bij staalwalsen is het bereiken van rek. Tijdens het walsen van staal strekken moleculen zich in de lengterichting uit en worden zijwaarts breder, wat resulteert in een dunner gewalst stuk maar geen verandering in dichtheid. Batterij-elektroden worden gemaakt door een samengestelde slurry op een substraat zoals aluminium- of koperfolie te coaten. Het walsproces comprimeert de elektrische slurrydeeltjes op de elektrode, waardoor de dichtheid toeneemt. Een geschikte verdichtingsdichtheid kan de ontladingscapaciteit van de batterij vergroten, de interne weerstand verminderen en de levensduur ervan verlengen. De elektrische slurrydeeltjes ondergaan verplaatsing en vervorming onder druk, en de elektrodedichtheid verandert met de druk volgens een bepaald patroon, zoals weergegeven in figuur 3.

In gebied I beginnen de elektrische slurrydeeltjes, naarmate de contactdruk toeneemt, op kleine schaal -verplaatsing te ondergaan, die geleidelijk toeneemt. Op dit punt worden de gaten tussen de elektrische slurrydeeltjes geleidelijk opgevuld, wat zich specifiek manifesteert als een langzame toename van de relatieve dichtheid van de elektrodestrip bij toenemende contactdruk.

In regio II blijven de elektrische slurrydeeltjes, na de kleinschalige dichtheidstoename in regio I, de gaten ertussen opvullen naarmate de contactdruk toeneemt. Na het walsen in gebied II worden de openingen tussen de deeltjes samengedrukt en verdicht. In het bijzonder neemt de relatieve dichtheid van de elektrodestrook snel toe met toenemende contactdruk, en met een veel hogere snelheid dan in Gebied I. Tegelijkertijd treedt er enige vervorming van de elektrische slurrydeeltjes op in Gebied II.

In regio III verschuiven de deeltjes niet langer nadat de gaten tussen de elektrische slurrydeeltjes in regio II zijn opgevuld. Bij toenemende contactdruk beginnen de elektrische slurrydeeltjes echter grote vervormingen te ondergaan. Op dit punt neemt de relatieve dichtheid van de elektrodestrook niet langer snel toe met toenemende contactdruk; de elektrodestrook hardt uit, en daarom wordt de verandering in relatieve dichtheid een vlakke curve.

De veranderingen in de elektrische slurrydeeltjes op de batterijelektrode tijdens het walsproces zijn zeer complex. De toename van de relatieve dichtheid van de elektrische slurrydeeltjes komt voornamelijk tot uiting in deeltjesverplaatsing. Deze verplaatsing vult de gaten tussen de deeltjes, terwijl een klein deel van de deeltjes vervormt. Vervolgens ondergaan de elektrische slurrydeeltjes, als gevolg van de verhoogde roldruk, aanzienlijke vervorming nadat de gaten zijn opgevuld, hoewel er tijdens deze fase ook enige kleine verplaatsing optreedt.

De problemen met de kwaliteit van de elektrode die worden veroorzaakt door de rolapparatuur voor batterij-elektroden worden voornamelijk weerspiegeld in de oneffenheden van de elektrodedikte na het rollen. Een inconsistente dikte leidt tot een inconsistente verdichtingsdichtheid van de batterij-elektrode, wat een sleutelfactor is die de uniformiteit van de batterijprestaties beïnvloedt. Uniformiteit van de elektrodedikte omvat transversale dikte-uniformiteit en longitudinale dikte-uniformiteit, zoals weergegeven in figuur 4. De oorzaken van niet-uniformiteit in transversale en longitudinale dikte zijn verschillend.

De belangrijkste factoren die van invloed zijn op de uniformiteit van de dwarsdikte van de elektrodeplaat zijn de buigvervorming van de rollen, de stijfheid van de walsbasis, de elastische vervorming van de belangrijkste last-dragende componenten, de roldruk en de breedte van de elektrodeplaat. Tijdens het walsbedrijf veroorzaakt de walsdruk vervorming van de walsen en de walsbasis, wat zich uiteindelijk manifesteert als walsafbuiging, wat resulteert in een gelijkmatigheid van de dikte in de dwarsrichting waarbij de elektrodeplaat dikker is in het midden en dunner aan de randen. De belangrijkste factoren die de uniformiteit van de longitudinale dikte van de elektrodeplaat beïnvloeden, zijn de nauwkeurigheid van de bewerking en installatie van de rollen, lagers en lagerbehuizingen. Bewerkingsfouten in belangrijke componenten kunnen periodieke fluctuaties in de roldruk veroorzaken die op de elektrodeplaat inwerkt tijdens de rolrotatie, wat resulteert in een ongelijkmatige verdichtingsdikte in de lengterichting.

Andere factoren die de kwaliteit van het rollen van elektrodeplaten beïnvloeden, zijn onder meer apparaten voor spanningscontrole, uitlijnapparaten, snijapparaten en apparaten voor het verwijderen van stof. Tijdens het walsproces vereist het elektrodevel een bepaalde spanning. Onvoldoende spanning kan leiden tot rimpels, terwijl overmatige spanning breuk kan veroorzaken. Apparaten voor stofverwijdering zorgen ervoor dat oppervlaktedefecten veroorzaakt door onzuiverheden tijdens het rollen niet op het oppervlak van de elektrodeplaat verschijnen. Het correctieapparaat en het trimapparaat hebben voornamelijk invloed op de snijmaatnauwkeurigheid van het elektrodeblad.

Acey Nieuwe Energieis een hoogwaardige-leverancier van apparatuur en complete oplossingen, gespecialiseerd op het gebied van nieuwe energiebatterijen. Het is gericht op het leveren van volledige-cyclusdiensten, van experimentele ontwikkeling tot grootschalige-productie voor mondiale batterijfabrikanten, onderzoeksinstellingen en innovatieve energieorganisaties. Of het nu gaat om de monsterproefproductie op laboratoriumniveau of de procesverificatie tijdens de pilotfase.

Neem nu contact op