1 Princip och syfte med rullningsprocessen
Valsningsprocessen är att rullpressa en blandning av positiva och negativa elektrodmaterial av batterier med aktiva ämnen, ledande medel, bindemedel etc. för att bilda en tät struktur. Huvudsyftet med rullpressning är att hålla poldelens yta jämn och platt och att förhindra potentiella batterikortslutningar orsakade av grader som tränger igenom separatorn på poldelens yta. Komprimera elektrodmaterialet som är belagt på elektrodströmavtagaren för att minska elektrodens volym och förbättra batteriets energitäthet. Gör kontakten mellan den aktiva substansen och partiklarna av ledande medel tätare och förbättra den elektroniska konduktiviteten. Förbättra bindningsstyrkan mellan beläggningsmaterialet och strömavtagaren, minska förekomsten av pulverförlust under cyklingsprocessen för batterielektroder och förbättra livslängden och säkerhetsprestandan för litiumbatterier.
2 Rullpressningsprocess
1. Materialförberedelse:Belägg batteriets positiva och negativa elektrodmaterial med en blandning av ledande medel, bindemedel etc. på aluminiumfolie eller kopparfolie enligt processkraven.
2. Driftsättning av rullpress:Placera de positiva och negativa polerna på batteriet i rullpressen och justera rullens tryck, spänning och hastighet för att anpassa sig till processens storlek och krav på batteriet.
3. Rullningsprocess:Valsmaskinen börjar gå och rullarna pressar de positiva och negativa elektrodplattorna på batteriet, vilket gör att det aktiva materialet genomgår fysiska reaktioner med blandningen av ledande medel, bindemedel etc., bildar en tät struktur och uppnår den erforderliga packningstjockleken för processen.
3 Faktorer som påverkar effekten av valsningsprocessen
1. Tryck och hastighet på välten:Valsens tryck och hastighet är viktiga faktorer som påverkar valsprocessens effektivitet. Överdrivet tryck på rullen kan orsaka överdriven deformation av batteriets positiva och negativa elektrodmaterial, vilket påverkar batteriets livslängd; Överdriven hastighet på rullen kan leda till otillräcklig komprimering av blandningen av positiva och negativa elektrodmaterial, aktiva material, ledande medel, bindemedel etc. i batteriet, vilket påverkar batteriets energitäthet.
2. Egenskaper hos positiva och negativa elektrodmaterial:Olika positiva och negativa elektrodmaterial har olika packningsdensiteter, och lämpliga valsningsparametrar måste väljas för bearbetning.
3. Egenskaper hos blandningar av verksamma ämnen med ledande ämnen, bindemedel etc.:Koncentrationen och sammansättningen av blandningen av aktiva substanser med ledande medel, bindemedel etc. kan påverka rulltjockleken på batteriets positiva och negativa elektrodskivor.
4. Valspressens prestanda:Valspressens prestanda påverkar också rullningsprocesseffekten. Till exempel kan noggrannheten, stabiliteten och kontrollsystemet för en valspress alla påverka kvaliteten och effektiviteten hos valspressen.
4 Inverkan av rullningsprocessen på batteriets prestanda
1. Energitäthet:Under rullningsprocessen komprimerar rullhjulet de positiva och negativa elektrodmaterialen i batteriet, vilket minskar tjockleken på de positiva och negativa elektrodplattorna och ökar därmed batteriets energitäthet.
2. Cykellivslängd:Under rullningsprocessen pressar rullhjulet de positiva och negativa elektrodmaterialen i batteriet, vilket förbättrar vidhäftningen av det positiva och negativa elektrodpulvret, förbättrar strukturen och stabiliteten hos batteriets positiva och negativa elektrodmaterial, vilket minskar det interna motståndet och kapaciteten. försämring av batteriet och därmed förbättra batteriets livslängd.
3. Säkerhet:Rullningsprocessen kan öka kontaktytan mellan de positiva och negativa elektrodmaterialen i batteriet och blandningen av aktiva ämnen, ledande medel, bindemedel, etc., och därigenom förbättra reaktionshastigheten och laddningsöverföringseffektiviteten hos batteriet och förbättra dess säkerhet.
4. Internt motstånd:Rullningsprocessen kan förbättra elektrodens ledande nätverk, minska batteriets inre motstånd och förbättra batteriets laddnings- och urladdningsprestanda.
Valsningsprocessen har emellertid också vissa negativa effekter. Till exempel minskar rullning avsevärt elektrodens porositet, vilket leder till en minskning av elektrolytinfiltrationseffektiviteten, en ökning av Li+transportresistans och en ökning av elektrodpolarisation. Dessutom ökar dragbrotthållfastheten och Youngs modul för polstycket efter valsning, den elastisk-plastiska deformationen försvagas och sprödheten ökar. I de efterföljande slitsnings- och lindningsprocesserna bildas lätt spänningskoncentration och stort inre tryck, vilket leder till prestandaförsämring av polstycket.
5 Vanliga problem och lösningar för rullningsprocessen
1. Ojämn tjocklek på polarisatorn:Detta beror främst på att rullaxeln inte är parallell med axeln för varje rulle. Detta problem kan lösas genom att justera parallelliteten för varje rullaxel.
2. Pitting på polarisatorns yta:Detta orsakas huvudsakligen av utmattningsgropkorrosion på valsverkets yta. Detta är relaterat till valsverkets material, ojämn metallografisk struktur under värmebehandling, dålig utmattningshållfasthet hos valsverkets yta och ytjämnhet hos valsverket. Detta problem kan lösas genom att förbättra valsverkets material- och värmebehandlingsprocess, förbättra utmattningshållfastheten hos valsverkets yta och optimera valsverkets ytjämnhet.
3. Tjockleksrebound under stavrullning:Detta beror främst på den stora kvarvarande elastiska deformationen och hög luftfuktighet efter stolprullning. Den elastiska deformationen av polarisatorn kan minskas genom att optimera valsningsparametrarna, styra luftfuktigheten i omgivningen och använda en varmvalsningsprocess, och därigenom minska tjockleksrebound.
4. Ojämn form på polarisatorplattan:Detta beror främst på ojämn deformation under polarisatorvalsning, liten och ojämn spänning före och efter, eller fel i polarisatorbeläggningens tjocklek. Detta problem kan lösas genom att optimera valsningsprocessparametrarna, justera spänningen före och efter, och förbättra konsistensen hos polarisatorns beläggningstjocklek.
6 Utvecklingen av rullpressteknik
Med den kontinuerliga utvecklingen av litiumbatteriteknologin, är rullningsprocessen också ständigt nyskapande och förbättras. De framtida utvecklingstrenderna inkluderar:
1. Miniatyrisering och integration av utrustning:För att förbättra produktionseffektiviteten utvecklas rullpressar mot miniatyrisering och integration. För närvarande har den längsta längden på rullkroppen nått 1600 mm, och den kan fortsätta att öka i framtiden.
2. Förbättrad intelligensnivå:På grund av sin stora produktionskapacitet har kraft- och energilagringsbatteriföretag högre krav på intelligensnivån för rullande utrustning. Till exempel kommer rullpressutrustning med hög automatisering och tillhörande detekteringsmetoder att bli allt mer populär.
3. Tillämpning av varmvalsning:För att förbättra kontinuiteten i produktionslinjen och minska remsbrott tenderar tillverkare av topplitiumbatterier att använda varmvalsningsprocessen. Varmvalsningsprocessen kan minska polarisatorns inre spänning, studssannolikhet och deformationsmotstånd och förbättra polarisatorns kvalitet.
4. Optimering av rullande parametrar:Att optimera rullande parametrar är nyckeln till att förbättra batteriets prestanda. I framtiden kommer vi kontinuerligt att optimera de rullande parametrarna genom experiment och simuleringar för att uppnå bättre batteriprestanda.
Litiumbatterirullningsprocessen är en viktig länk i produktionsprocessen av litiumjonbatterier. Genom att rimligt kontrollera rullningsparametrarna och processförhållandena kan litiumjonbatterier med utmärkt prestanda erhållas. Samtidigt, med den kontinuerliga utvecklingen av teknik, kommer rullningsprocessen också att fortsätta att förnyas och förbättras för att möta behoven hos batterier med högre prestanda.