Ultragarsinis baterijų elektrodų purškimo dengimo aparatas

Kokios yra akumuliatoriaus elektrodų dangos medžiagos?

Akumuliatoriaus elektrodų dangos medžiagos reiškia funkcines medžiagų sistemas, padengtas akumuliatoriaus srovės kolektorių paviršiumi (teigiamo elektrodo aliuminio folija, neigiamo elektrodo vario folija), sudarančiomis pagrindines elektrochemiškai aktyvias akumuliatoriaus sritis. Jie daugiausia egzistuoja srutų arba tirpalo pavidalu ir tiesiogiai nustato pagrindinius rodiklius, tokius kaip akumuliatoriaus talpa, ciklo trukmė ir greičio našumas.

1. Pagrindinė klasifikacija ir sudėtis
Teigiamų / neigiamų elektrodų aktyvios dangos medžiagos: svarbiausios dangos medžiagos, sudarančios pagrindinę elektrocheminių reakcijų dalį akumuliatoriaus įkrovimo ir iškrovimo metu.

Įprastos teigiamų elektrodų medžiagos: aktyvios medžiagos, pvz., trijų komponentų medžiagos (NCM), ličio geležies fosfatas (LFP) ir ličio kobalto oksidas (LCO), sumaišytos su laidžiomis medžiagomis (pvz., suodžiais, CNT), rišikliais (pvz., PVDF) ir tirpikliais (pvz., NMP), kad susidarytų skystis.

Įprastos neigiamų elektrodų medžiagos: aktyvios medžiagos, pvz., grafitas, silicio -pagrindo medžiagos ir kietoji / minkštoji anglis, kartu su laidžiomis medžiagomis, rišikliais (pvz., SBR), tirštikliais (pvz., CMC) ir dejonizuotu vandeniu, kad susidarytų vandeninė suspensija.

2. Pagrindiniai našumo reikalavimai

Reikia tinkamo klampumo (paprastai 10-100 cP) ir dispersijos stabilumo, kad būtų išvengta aglomeracijos ar nuosėdų susidarymo purškimo metu.

Aktyvių medžiagų kiekis ir dalelių dydis turi būti tiksliai kontroliuojami, kad būtų užtikrintas dangos elektrocheminis aktyvumas ir struktūrinis vienodumas.

 

Stiprus sukibimas su srovės rinktuvu, jis neturėtų lengvai nusilupti po džiovinimo ir sukietėjimo, o taip pat turėti tam tikrą lankstumą, kad galėtų prisitaikyti prie elektrodo valcavimo procesų.

 

Kaip baterijų elektrodų dengimo medžiagoms naudojamas ultragarsinis purškimas?

Kai baterijų elektrodų dengimo medžiagoms naudojamas purškimas ultragarsu, reikia trijų pagrindinių etapų: pradinio medžiagos pritaikymo, tarpinio parametrinio purškimo ir galutinio kietėjimo. Jis tinka įvairioms elektrodų dengimo medžiagoms, įskaitant teigiamas ir neigiamas elektrodų aktyviąsias dangas ir paviršiaus modifikavimo dangas. Konkretus procesas ir pagrindiniai dalykai yra tokie: Pradinis paruošimas: medžiagos paruošimas purškimui Akumuliatoriaus elektrodų dangos medžiagos dažniausiai yra suspensijos, kuriose yra aktyvių medžiagų, laidžių medžiagų ir rišiklių mišinio, arba katalizatorių tirpalai, kietos elektrolitų suspensijos ir kt., kurias reikia sureguliuoti į ultragarsiniam purškimui tinkamą būseną. Pirmiausia sureguliuokite klampumą ir paviršiaus įtempimą. Srutos klampumas paprastai turėtų būti sureguliuotas iki mažesnio nei 30 cP. Jei reikia, įpilkite atitinkamų tirpiklių arba aktyviųjų paviršiaus medžiagų, kad išvengtumėte pernelyg didelio klampumo, turinčio įtakos purškimui, arba per mažo klampumo, sukeliančio dangos nutekėjimą. Antra, užtikrinkite vienodą dalelių dispersiją. Suspensijose, kuriose yra nano-dydžio aktyviųjų dalelių arba katalizatoriaus dalelių, būtinas išankstinis ultragarso dispersijos apdorojimas ir tinkamų dispergentų pridėjimas, kad būtų išvengta dalelių aglomeracijos ir nusėdimo, taip išvengiant poveikio dangos veikimui. Trečia, optimizuokite tirpiklio santykį pasirinkdami tirpiklių derinį su tinkamu garavimo greičiu, kad subalansuotumėte lašelių džiūvimo greitį skrydžio metu. Tai apsaugo nuo ankstyvo lašelių išdžiūvimo, dėl kurio atsiranda „sausas purškimas“, taip pat užtikrinamas efektyvus išlyginimas ir plėvelės susidarymas ant srovės kolektoriaus.

Šerdies purškimas: parametrinis tikslus nusodinimas. Šis žingsnis apima įrangos parametrų reguliavimą, kad pritaikyta dangos medžiaga būtų purškiama ir tiksliai nusodinama ant srovės kolektoriaus, prisitaikant prie skirtingų elektrodų dangos reikalavimų:
Medžiagos purškimas ir transportavimas: įrangos ultragarsiniai purkštukai naudoja aukšto-dažnio 20 kHz - 120kHz virpesius, kad dangos medžiaga „suplėšytų“ į vienodus 10-50 mikrometrų lašelius. Tuo pačiu metu naudojant žemo -slėgio nešiklio dujas ne tik nukreipiami lašeliai, kad susidarytų stabili purškiamo kūgio forma, neleidžianti lašeliams susikaupti šalia antgalio, bet ir padeda išgaruoti tirpiklį, išvengiant medžiagų purslų, susijusių su tradiciniu aukšto slėgio purškimu.

 

Tikslus nusodinimo valdymas: koreguojant purškimo parametrus, kad jie atitiktų skirtingus dangos reikalavimus, pvz., reguliuojant skysčio tiekimo greitį ir purkštuko judėjimo greitį, galima valdyti aktyviosios medžiagos apkrovą srovės kolektorius; reguliuojant atstumą tarp purkštuko ir srovės kolektoriaus, išvengiama lašelių susikaupimo ar priešlaikinio išdžiūvimo, užtikrinant nusodinimo efektyvumą. Pavyzdžiui, purškiant katodinį katalizatorių, galima tiksliai paruošti submikronų{1}}lygio itin plonas dangas; purškiant kietojo -kūno akumuliatoriaus elektrodą, temperatūrai-jautrios kietojo elektrolito suspensijos plėvelės gali susidaryti per žemos-temperatūros procesus. Be to, įranga gali valdyti purkštukų trajektoriją naudodama trijų{6}}ašių slankiojančią platformą, kad būtų pasiektas nanometro{7}}lygio tikslumo paviršiaus modifikavimo dangos purškimas.

 

Post{0}}Apdorojimas: kietėjimas ir formavimas užtikrina našumą. Padengtus elektrodus reikia išdžiovinti ir vėliau apdoroti, kad būtų užtikrintas stabilus dangos sukibimas ir optimalus veikimas. Džiovinimo procesas reikalauja griežtos temperatūros ir laiko kontrolės, kad būtų išvengta elektrodo medžiagos įtrūkimų ir aktyviosios medžiagos veikimo pokyčių, kuriuos sukelia aukšta temperatūra arba greitas džiūvimas. Kai kuriems elektrodams po džiovinimo atliekamas vidutinis sutankinimas, siekiant dar labiau padidinti elektrodo tankį, o sutankinimo jėga turi būti kontroliuojama, kad nebūtų pažeista dangos struktūra. Kietojo kūno-akumuliatoriaus elektrodų atveju šis žemos{6}}temperatūrinio apdorojimo{7}}procesas taip pat gali išvengti kietojo elektrolito skilimo, kurį sukelia aukštoje temperatūroje sukepinant, ir optimizuoti sąsajos sujungimo būseną tarp elektrodo ir elektrolito.

 

Kaip užtikrinti akumuliatoriaus elektrodų dangos medžiagų vienodumą?

Akumuliatoriaus elektrodų dangos medžiagų vienodumo užtikrinimas daugiausia pasiekiamas trimis aspektais: pačios medžiagos stabilumu, tiksliu purškimo proceso valdymu ir pagrindo suderinamumu su aplinka. Tai pasiekiama uždaro{1}}ciklo valdymu viso proceso metu. Konkrečios pagrindinės priemonės yra šios:

1. Medžiagos išankstinis apdorojimas: dangos defektų nuo šaltinio prevencija.

Suspensijos dispersiškumo optimizavimas: naudojant „didelio -greičio kirpimo + ultragarso dispersijos“ derinį, kad būtų suskaidytos aglomeruotos aktyvios medžiagos ir laidžios medžiagos dalelės, kontroliuojant, kad dalelių dydžio pasiskirstymas būtų vienodas (paprastai D50 yra 1–5 μm).

Stabilizuojančios srutos charakteristikos: tiksliai kontroliuojamas klampumas (10-100 cP) ir paviršiaus įtempis, pridedamas atitinkamas dispergento kiekis, kad būtų išvengta dalelių nuosėdų, ir palaikomas srutų homogeniškumas nuolat maišant mažu greičiu, kad būtų išvengta koncentracijos svyravimų purškimo metu.

Nešvarumų ir oro burbuliukų filtravimas: suspensijos filtravimas 200–500 akių tinkleliu, kad būtų pašalintos didelės dalelės; prieš purškimą atlikti vakuuminį degazavimą, kad dangoje neatsirastų skylučių ir neprarastų vietų dėl oro burbuliukų.

 

2. Purškimo procesas: tikslus nusėdimo konsistencijos kontrolė

Patobulinti įrangos parametrai: ultragarso purkštuko dažnis fiksuotas 20-120 kHz, kad būtų užtikrintas vienodas lašelių dydis (10-50 μm); uždaro ciklo sistema kontroliuoja skysčio tiekimo greitį (0,1–5 ml/min.) ir purkštukų judėjimo greitį (1–10 mm/s), kad būtų užtikrinta pastovi medžiagos apkrova ploto vienetui.

Pagrindo ir purkštuko pritaikymas: išlaikykite stabilų atstumą (5-20 mm) tarp purkštuko ir kolektoriaus (aliuminio folijos / vario folijos). Valdykite purkštuko trajektoriją naudodami trijų ašių jungties platformą, kad išvengtumėte kraštų perpildymo arba per didelio storio centre. Kolektoriaus perkėlimui naudokite nuolatinį įtempimo valdymą, kad substrato raukšlės nesukeltų netolygios dangos.

Segmentinis kompensavimo reguliavimas: nustatykite parametrų kompensavimą (pvz., tiksliai-sureguliuokite skysčio tiekimo greitį) elektrodo galvutėje ir gale, kad išvengtumėte dangos storio nuokrypių paleidžiant-ir išjungiant. Norėdami dinamiškai koreguoti purškimo parametrus, naudokite internetinį storio matuoklį, kad gautumėte atsiliepimų realiuoju laiku-.

 

3. Aplinka ir po{1}}apdorojimas: užtikrinkite stabilų dangos susidarymą

Kontroliuokite purškimo aplinką: palaikykite 20–25 laipsnių temperatūrą dirbtuvėse ir 40–60% santykinę drėgmę, kad išvengtumėte temperatūros svyravimų, dėl kurių tirpiklis išgaruotų netolygiai, o tai gali sukelti dangos įdubimą arba įtrūkimus.

Optimizuotas džiovinimas ir kietėjimas: naudokite segmentuotą džiovinimą (išankstinis džiovinimas + galutinis džiovinimas), kad valdytumėte kaitinimo greitį ir išvengtumėte netolygaus dangos susitraukimo dėl greito vietinio džiūvimo. Po džiovinimo patikrinkite, ar elektrodas nėra lygus, ir išmeskite visus deformuotus ar susiraukšlėjusius gaminius.