Jakie są funkcje, zasady i czynniki wpływające na prasę walcową?

Walcowanie odnosi się do procesu zagęszczania powlekanych i suszonych elektrod akumulatorów litowych.

Walcowanie zwiększa gęstość energii akumulatorów litowych i umożliwia spoiwowi mocne przyleganie materiału elektrody do kolektora prądu, zapobiegając utracie energii w wyniku odrywania się materiału elektrody podczas jazdy na rowerze. Przed walcowaniem elektrody otulone należy do pewnego stopnia wysuszyć; w przeciwnym razie powłoka oddzieli się od odbieraka prądu podczas walcowania. Stopień zagęszczenia należy kontrolować podczas walcowania. Nadmierne zagęszczenie może mieć wpływ na materiał elektrody w pobliżu kolektora prądu, uniemożliwiając prawidłową interkalację i deinterkalację-jonów litu oraz powodując ścisłe przyleganie materiału aktywnego do siebie, co ułatwia jego odłączenie od kolektora prądu. W ciężkich przypadkach może również zwiększyć plastyczność elektrody, czyniąc ją nieodpowiednią do nawijania i powodując pękanie.

Formowanie na rolkach to jeden z najważniejszych procesów w produkcji elektrod do akumulatorów litowo-jonowych, a jego precyzja znacząco wpływa na wydajność akumulatora.

ACEY-HRP100prasa walcowa na gorąconadaje się głównie do elektrycznego walcowania materiałów akumulatorowych w laboratorium, niewielkiej ilości materiałów z metali szlachetnych, takich jak złoto i srebro, oraz-materiałów nieżelaznych, takich jak miedź i aluminium, w określonej temperaturze. Grubość walcowania można regulować, a obsługa jest prosta. Szczególnie nadaje się do rozcieńczania i zwiększania gęstości płytek biegunowych baterii litowych z materiałów czystej energii.

Cele formowania na walcach są następujące: Formowanie na walcach zapewnia gładką i płaską powierzchnię elektrody, zapobiegając zwarciom spowodowanym przez zadziory przebijające separator i poprawiając gęstość energii. Zagęszcza także materiał elektrody pokryty kolektorem prądu, zmniejszając objętość elektrody i dodatkowo zwiększając gęstość energii, żywotność cyklu i bezpieczeństwo.

Celem formowania rolkowego jest uzyskanie gęstszego i bardziej jednolitego połączenia pomiędzy materiałem aktywnym a folią. Formowanie walcowe należy wykonać po pokryciu i wysuszeniu elektrody; w przeciwnym razie może łatwo nastąpić łuszczenie się proszku i złuszczanie się filmu.

Elektrody akumulatorowe to folie miedziane (lub aluminiowe) pokryte po obu stronach cząsteczkami pasty elektrycznej. Przed formowaniem rolkowym taśma elektrodowa akumulatora poddawana jest procesom powlekania i suszenia. Przed walcowaniem powłoka pasty elektrycznej na folii miedzianej (lub folii aluminiowej) jest pół-płynnym, pół-stałym ziarnistym ośrodkiem składającym się z niepołączonych lub słabo połączonych pojedynczych cząstek lub grudek, wykazujących pewien stopień dyspergowalności i płynności. Istnienie pustych przestrzeni pomiędzy cząstkami pasty elektrycznej zapewnia, że ​​podczas walcowania cząstki mogą podlegać niewielkim ruchom przemieszczającym, aby wypełnić te puste przestrzenie, umożliwiając im ustawienie się pod zagęszczeniem. Walcowanie elektrod akumulatorowych można uznać za ciągły proces walcowania pół{6}}cząstek pasty elektrycznej w stanie nieuszczelnionym. Cząsteczki pasty elektrycznej przylegają do folii miedzianej (lub folii aluminiowej) i są w sposób ciągły wgryzane w szczeliny walca w wyniku tarcia, a następnie zagęszczane poprzez walcowanie w elektrody akumulatora o określonej gęstości. Zasada walcowania jest pokazana na rysunku 2.

Walcowanie elektrod akumulatorowych różni się znacznie od walcowania stali. Podczas walcowania stali przedmiot obrabiany początkowo ulega odkształceniu sprężystemu pod wpływem działania siły zewnętrznej. Gdy siła zewnętrzna wzrośnie do pewnej granicy, przedmiot obrabiany zaczyna ulegać odkształceniu plastycznemu. Wraz ze wzrostem siły zewnętrznej zwiększa się odkształcenie plastyczne. Celem walcowania wzdłużnego w walcowaniu stali jest uzyskanie wydłużenia. Podczas walcowania stali cząsteczki rozciągają się wzdłużnie i rozszerzają na boki, co skutkuje cieńszym walcowanym kawałkiem, ale bez zmiany gęstości. Elektrody akumulatorowe wytwarza się poprzez powlekanie zawiesiną związku na podłożu, takim jak folia aluminiowa lub miedziana. Proces walcowania zagęszcza cząstki zawiesiny elektrycznej na elektrodzie, zwiększając jej gęstość. Odpowiednia gęstość zagęszczenia może zwiększyć zdolność rozładowania akumulatora, zmniejszyć opór wewnętrzny i wydłużyć jego żywotność. Cząstki zawiesiny elektrycznej ulegają przemieszczaniu i deformacji pod ciśnieniem, a gęstość elektrody zmienia się pod wpływem ciśnienia według określonego wzorca, jak pokazano na rysunku 3.

W obszarze I, wraz ze wzrostem nacisku kontaktowego, cząstki zawiesiny elektrycznej zaczynają ulegać-przemieszczeniu na małą skalę, które stopniowo wzrasta. W tym momencie szczeliny pomiędzy cząstkami zawiesiny elektrycznej są stopniowo wypełniane, co objawia się szczególnie powolnym wzrostem gęstości względnej paska elektrodowego wraz ze wzrostem nacisku kontaktowego.

W Regionie II, po-zwiększeniu gęstości na małą skalę w Regionie I, cząstki zawiesiny elektrycznej w dalszym ciągu wypełniają szczeliny między sobą w miarę wzrostu nacisku kontaktowego. Po walcowaniu w Regionie II, szczeliny pomiędzy cząstkami są ściskane i zagęszczane. W szczególności gęstość względna paska elektrody wzrasta gwałtownie wraz ze wzrostem nacisku kontaktowego, w znacznie większym tempie niż w Regionie I. Jednocześnie w Regionie II następuje pewne odkształcenie cząstek zawiesiny elektrycznej.

W Regionie III, po wypełnieniu szczelin pomiędzy cząstkami zawiesiny elektrycznej w Regionie II, cząstki nie przemieszczają się już. Jednakże wraz ze wzrostem nacisku kontaktowego cząstki zawiesiny elektrycznej zaczynają ulegać dużym odkształceniom. W tym momencie względna gęstość paska elektrody nie rośnie już szybko wraz ze wzrostem nacisku kontaktowego; pasek elektrod twardnieje i dlatego zmiana gęstości względnej staje się płaską krzywą.

Zmiany w cząsteczkach zawiesiny elektrycznej na elektrodzie akumulatora podczas procesu walcowania są bardzo złożone. Wzrost gęstości względnej cząstek zawiesiny elektrycznej objawia się głównie przemieszczaniem cząstek. To przemieszczenie wypełnia szczeliny pomiędzy cząstkami, podczas gdy niewielka część cząstek ulega deformacji. Następnie, w wyniku zwiększonego docisku rolek, cząstki zawiesiny elektrycznej po wypełnieniu szczelin ulegają znacznemu odkształceniu, chociaż na tym etapie następuje również pewne niewielkie przemieszczenie.

Problemy z jakością elektrod powodowane przez urządzenia do walcowania elektrod akumulatorowych odzwierciedlają się głównie w nierównościach grubości elektrody po walcowaniu. Nierówna grubość prowadzi do nierównomiernej gęstości zagęszczenia elektrody akumulatora, co jest kluczowym czynnikiem wpływającym na równomierność pracy akumulatora. Jednorodność grubości elektrody obejmuje jednorodność grubości poprzecznej i jednorodność grubości wzdłużnej, jak pokazano na rysunku 4. Przyczyny niejednorodności grubości poprzecznej i wzdłużnej są różne.

Główne czynniki wpływające na jednorodność grubości poprzecznej arkusza elektrody to odkształcenie zginania rolek, sztywność podstawy młyna, odkształcenie sprężyste głównych elementów-nośnych, docisk walca i szerokość arkusza elektrody. Podczas pracy młyna nacisk walca powoduje deformację walców i podstawy młyna, co ostatecznie objawia się ugięciem walca, co skutkuje jednorodnością grubości poprzecznej tam, gdzie arkusz elektrody jest grubszy w środku i cieńszy na krawędziach. Głównymi czynnikami wpływającymi na jednorodność grubości wzdłużnej arkusza elektrody jest dokładność obróbki i montażu rolek, łożysk i obudów łożysk. Błędy obróbcze kluczowych elementów mogą powodować okresowe wahania docisku walca działającego na arkusz elektrody podczas obrotu walca, co skutkuje nierównomierną grubością zagęszczenia w kierunku wzdłużnym.

Inne czynniki wpływające na jakość walcowania arkuszy elektrod obejmują urządzenia kontrolujące naprężenie, urządzenia wyrównujące, urządzenia do krojenia i urządzenia do usuwania pyłu. Podczas procesu walcowania arkusz elektrody wymaga pewnego napięcia. Niedostateczne napięcie może prowadzić do zmarszczek, natomiast nadmierne napięcie może powodować złamania. Urządzenia odpylające zapewniają, że podczas walcowania na powierzchni arkusza elektrody nie pojawią się defekty powierzchni spowodowane zanieczyszczeniami. Urządzenie korekcyjne i urządzenie przycinające wpływają głównie na dokładność wymiarową cięcia arkusza elektrody.

Nowa Energiato wysokiej klasy-dostawca sprzętu i kompletnych rozwiązań, specjalizujący się w dziedzinie akumulatorów nowej energii. Zajmuje się świadczeniem usług w pełnym-cyklu, od rozwoju eksperymentalnego po-produkcję na dużą skalę dla globalnych przedsiębiorstw produkujących akumulatory, instytucji badawczych i innowacyjnych organizacji energetycznych. Niezależnie od tego, czy jest to próbna produkcja próbna na poziomie laboratoryjnym, czy weryfikacja procesu na etapie pilotażowym.

Skontaktuj się teraz