1 Principe et objectif du processus de laminage
Le processus de laminage consiste à presser au rouleau un mélange de matériaux d'électrodes positives et négatives de batteries avec des substances actives, des agents conducteurs, des liants, etc., pour former une structure dense. L'objectif principal du pressage des rouleaux est de maintenir la surface de la pièce polaire lisse et plate et d'éviter les courts-circuits potentiels de la batterie causés par des bavures perçant le séparateur sur la surface de la pièce polaire. Compactez le matériau de l'électrode enduit sur le collecteur de courant d'électrode pour réduire le volume de l'électrode et améliorer la densité énergétique de la batterie. Rendre le contact entre la substance active et les particules d'agent conducteur plus serré et améliorer la conductivité électronique. Améliorez la force de liaison entre le matériau de revêtement et le collecteur de courant, réduisez l'apparition de perte de poudre pendant le processus de cyclage des électrodes de batterie et améliorez la durée de vie et les performances de sécurité des batteries au lithium.
Processus de pressage à 2 rouleaux
1. Préparation du matériel :Enduisez les matériaux des électrodes positives et négatives de la batterie avec un mélange d'agents conducteurs, de liants, etc. sur une feuille d'aluminium ou une feuille de cuivre selon les exigences du processus.
2. Mise en service de la presse à rouleaux :Placez les pièces polaires positives et négatives de la batterie dans la presse à rouleaux et ajustez la pression, la tension et la vitesse du rouleau pour s'adapter à la taille du processus et aux exigences de la batterie.
3. Processus de laminage :Le laminoir commence à fonctionner et les rouleaux pressent les plaques d'électrodes positives et négatives de la batterie, provoquant des réactions physiques du matériau actif avec le mélange d'agents conducteurs, de liants, etc., formant une structure dense et atteignant l'épaisseur de compactage requise. pour le processus.
3 Facteurs affectant l'effet du processus de laminage
1. Pression et vitesse du rouleau :La pression et la vitesse du rouleau sont des facteurs importants qui affectent l'efficacité du processus de laminage. Une pression excessive sur le rouleau peut provoquer une déformation excessive des matériaux des électrodes positives et négatives de la batterie, affectant la durée de vie de la batterie ; Une vitesse excessive du rouleau peut conduire à un compactage insuffisant du mélange de matériaux d'électrodes positives et négatives, de matériaux actifs, d'agents conducteurs, de liants, etc. dans la batterie, affectant la densité énergétique de la batterie.
2. Propriétés des matériaux des électrodes positives et négatives :Différents matériaux d'électrodes positives et négatives ont des densités de compactage différentes et des paramètres de laminage appropriés doivent être sélectionnés pour le traitement.
3. Propriétés des mélanges de substances actives avec des agents conducteurs, des liants, etc. :La concentration et la composition du mélange de substances actives avec des agents conducteurs, des liants, etc. peuvent affecter l'épaisseur de roulement des feuilles d'électrodes positives et négatives de la batterie.
4. Performances de la presse à rouleaux :Les performances de la presse à rouleaux affectent également l'effet du processus de laminage. Par exemple, la précision, la stabilité et le système de contrôle d’une presse à rouleaux peuvent tous affecter la qualité et l’efficacité de la presse à rouleaux.
4 L'influence du processus de laminage sur les performances de la batterie
1. Densité énergétique :Pendant le processus de laminage, la roue à rouleaux comprime les matériaux des électrodes positives et négatives de la batterie, réduisant ainsi l'épaisseur des plaques d'électrodes positives et négatives et augmentant ainsi la densité énergétique de la batterie.
2. Durée de vie :Pendant le processus de laminage, la roue à rouleaux presse les matériaux des électrodes positives et négatives de la batterie, améliorant l'adhérence de la poudre d'électrode positive et négative, améliorant la structure et la stabilité des matériaux des électrodes positives et négatives de la batterie, réduisant la résistance et la capacité internes. dégradation de la batterie, et améliorant ainsi la durée de vie de la batterie.
3. Sécurité :Le processus de laminage peut augmenter la zone de contact entre les matériaux des électrodes positives et négatives de la batterie et le mélange de substances actives, d'agents conducteurs, de liants, etc., améliorant ainsi la vitesse de réaction et l'efficacité de transfert de charge de la batterie et renforçant sa sécurité.
4. Résistance interne :Le processus de laminage peut améliorer le réseau conducteur de l'électrode, réduire la résistance interne de la batterie et améliorer les performances de charge et de décharge de la batterie.
Cependant, le processus de laminage a également des effets négatifs. Par exemple, le laminage réduit considérablement la porosité de l’électrode, entraînant une diminution de l’efficacité d’infiltration de l’électrolyte, une augmentation de la résistance de transport Li+ et une augmentation de la polarisation de l’électrode. De plus, la résistance à la rupture en traction et le module d'Young de la pièce polaire augmentent après le laminage, la déformation élasto-plastique s'affaiblit et la fragilité augmente. Dans les processus ultérieurs de refendage et d'enroulement, une concentration de contraintes et une pression interne importante se forment facilement, conduisant à une dégradation des performances de la pièce polaire.
5 Problèmes courants et solutions du processus de laminage
1. Épaisseur inégale du polariseur :Ceci est principalement dû au non parallélisme entre l'axe du rouleau et l'axe de chaque rouleau. Ce problème peut être résolu en ajustant le parallélisme de chaque axe de rouleau.
2. Piqûres à la surface du polariseur :Ceci est principalement dû à la corrosion par piqûre de fatigue à la surface du laminoir. Ceci est lié au matériau du laminoir, à la structure métallographique inégale pendant le traitement thermique, à la mauvaise résistance à la fatigue de la surface du laminoir et à la rugosité de la surface du laminoir. Ce problème peut être résolu en améliorant le processus de matériau et de traitement thermique du laminoir, en améliorant la résistance à la fatigue de la surface du laminoir et en optimisant la rugosité de la surface du laminoir.
3. Rebond d'épaisseur pendant le roulement du poteau :Cela est principalement dû à l’importante déformation élastique résiduelle et à l’humidité environnementale élevée après le roulement du poteau. La déformation élastique du polariseur peut être réduite en optimisant les paramètres de laminage, en contrôlant l'humidité ambiante et en adoptant un processus de laminage à chaud, réduisant ainsi le rebond d'épaisseur.
4. Forme inégale de la plaque polarisante :Cela est principalement dû à une déformation inégale pendant le roulement du polariseur, à une tension faible et inégale avant et après, ou à des erreurs dans l'épaisseur du revêtement du polariseur. Ce problème peut être résolu en optimisant les paramètres du processus de laminage, en ajustant la tension avant et après et en améliorant la cohérence de l'épaisseur du revêtement du polariseur.
6 La tendance de développement de la technologie de pressage à rouleaux
Avec le développement continu de la technologie des batteries au lithium, le processus de laminage est également constamment innové et amélioré. Les tendances de développement futures comprennent :
1. Miniaturisation et intégration des équipements :Afin d’améliorer l’efficacité de la production, les presses à rouleaux évoluent vers la miniaturisation et l’intégration. À l'heure actuelle, la longueur la plus longue du corps du rouleau a atteint 1 600 mm et elle pourrait continuer à augmenter à l'avenir.
2. Niveau d’intelligence amélioré :En raison de leur grande capacité de production, les entreprises de batteries de stockage d’électricité et d’énergie ont des exigences plus élevées en matière de niveau d’intelligence des équipements roulants. Par exemple, les équipements de pressage à rouleaux dotés d’une automatisation élevée et de méthodes de détection associées deviendront de plus en plus populaires.
3. Application du processus de laminage à chaud :Afin d'améliorer la continuité de la chaîne de production et de réduire les bris de bandes, les principaux fabricants de batteries au lithium ont tendance à adopter un processus de laminage à chaud. Le processus de laminage à chaud peut réduire la contrainte interne, la probabilité de rebond et la résistance à la déformation du polariseur, et améliorer la qualité du polariseur.
4. Optimisation des paramètres de roulage :L'optimisation des paramètres de roulement est la clé pour améliorer les performances de la batterie. À l’avenir, nous optimiserons continuellement les paramètres de roulement grâce à des expériences et des simulations pour obtenir de meilleures performances de la batterie.
Le processus de laminage des batteries au lithium est un maillon important dans le processus de production des batteries lithium-ion. En contrôlant raisonnablement les paramètres de laminage et les conditions du processus, des batteries lithium-ion offrant d'excellentes performances peuvent être obtenues. Parallèlement, avec le développement continu de la technologie, le processus de laminage continuera également à innover et à s'améliorer pour répondre aux besoins de batteries plus performantes.