Ontwikkeling van lithiumcoaters: enkelzijdige coating→ dubbelzijdige coating

Coating proces is een proces gebaseerd op de studie van vloeistofeigenschappen, waarbij een of meer vloeistoflagen op een substraat worden aangebracht. Het substraat is meestal een flexibele film of rugpapier, en vervolgens wordt de gecoate vloeibare coating in een oven gedroogd of uitgehard om een ​​speciale functionele filmlaag te vormen.

Het elektrodecoatingproces van lithium-ionbatterijen heeft zijn eigen kenmerken:

1) Dubbelzijdige enkellaagse coating, de meeste dubbelzijdige coatingmachines op de markt zijn op hun beurt ook dubbelzijdige coating

2) De natte coating van de slurry is dikker, over het algemeen 100 ~ 300 μm

3) De slurry is een niet-Newtoniaanse vloeistof met hoge viscositeit

4) In vergelijking met de algemene coatingproducten zijn de nauwkeurigheidseisen voor de elektrodecoating hoog

5) Het basismateriaal van de coating isaluminiumfolie ofkoper folie met een dikte van 4~30 μm

Momenteel maakt de lithium-ionbatterij-industrie op grote schaal gebruik van spleet-extrusiecoatingtechnologie om batterij-elektrodeplaten te vervaardigen. Extrusiecoatingtechnologie kan een coating met hoge precisie verkrijgen, maar kan ook worden gebruikt voor vloeistofcoating met een hogere viscositeit. In het eigenlijke proces worden de uniformiteit, stabiliteit, rand- en oppervlakte-effecten van de coatingoplossing beïnvloed door de reologische eigenschappen van de coatingoplossing, die rechtstreeks de kwaliteit van de coating bepalen. Veel onderzoekers houden zich bezig met de studie van coatingvensters door middel van theoretische analyse, coatingexperimenttechnologie, eindige-elemententechnologie voor vloeistofmechanica en andere onderzoeksmethoden. Het coatingvenster is het procesbereik waarin een stabiele coating kan worden aangebracht en een uniforme coating kan worden verkregen, die wordt beïnvloed door drie soorten factoren:

1)vloeistofeigenschappen, zoals viscositeit μ, oppervlaktespanning σ, dichtheid ρ;

2)geometrische parameters van de extrusiematrijs, zoals coatingafstand H, matrijsspleetgrootte w;

3)Coatingprocesparameters, zoals coatingsnelheid v, slurrytoevoerstroom Q, enz.

Over het algemeen gebruikt de coatingmachine een servomotor met een nauwkeurig planetair verloopstuk om de coatingrol rechtstreeks aan te drijven. De servomotor moet het ingangssignaal veranderen in de hoekverplaatsing of hoeksnelheidsuitgang van de roterende as, en de besturing en snelheid van de roterende as veranderen met de spanningsrichting en grootte van het signaal (pulsvorm). Daarom kan de voedingsfluctuatie van de servomotor ook de coatingnauwkeurigheid beïnvloeden, en de gewone eenfasige thyristorgelijkrichtervoeding heeft een zeer hoge fluctuatiecapaciteit bij lage snelheid, wat de coatingkwaliteit aanzienlijk zal verminderen.

Tegelijkertijd zal het batterijtoevoersysteem voor slurry ook instabiliteit in de hoeveelheid coating veroorzaken, omdat de toevoerklep met lage nauwkeurigheid, de pneumatische membraanpomp en de onstabiele luchtdruk van de pomp de slurrystroom bij de inlaat van de matrijskop zullen veroorzaken en de druk is onstabiel en de slurrystroomsnelheid bij de spleetuitlaat van de matrijskop zal veranderen.

Kortom, het voornaamste doel van coating is het verkrijgen van een uniforme poolcoating. Uniforme en stabiele coatingomstandigheden moeten aan de volgende voorwaarden voldoen:

1) De slurry-eigenschap is stabiel, bezinkt niet, viscositeit, vaste stofgehalte enzovoort veranderen niet;

2) De toevoer van slurry is stabiel en vormt een uniforme en stabiele stroomtoestand in de matrijskop of op de coatingrol en overdrachtsrol;

3) Het coatingproces vormt een stabiel stromingsveld tussen de matrijskop en de coatingrol binnen het bereik van het coatingvenster;

4) De loopfolie is stabiel, glijdt niet, hevig schudden en vouwen: spannings- en correctiecontrole.

 Daarom is de apparatuur voor het coaten van slurry met polaire platen een van de belangrijkste apparatuur geworden voor de succesvolle ontwikkeling en productie van lithium-ionbatterijen. De coatingnauwkeurigheid van de coatingmachine houdt onvermijdelijk verband met de viscositeit van de pasta, de apparatuur en het coatingproces, en de kwaliteit van de coating houdt rechtstreeks verband met de kwaliteit van de batterij. Vanuit het oogpunt van processtroom is coating het sleutelproces in het proces van celvoorbereiding, vanuit het oogpunt van apparatuurwaarde is het sleutelproces in het proces van celvoorbereiding (high-end serieprijs van meer dan 10 miljoen ), vanuit het oogpunt van niet-lineaire controle is het sleutelproces in het proces van celvoorbereiding; Uniformiteit van de coating, consistentie, uitlijning, bakstabiliteit, diffusiviteit van het bindmiddel en stabiliteit van de oppervlaktedichtheid zijn hier nauw mee verbonden. Tegelijkertijd houden de coatingprestaties rechtstreeks verband met de kosten, het slagingspercentage en andere praktische indicatoren.

Vroeger,coating voor lithium-ionbatterijen is over het algemeen eenzijdige coating, een rol poolfilm tweemaal in werking, eerst een zijcoating droog na het opwikkelen en vervolgens een B-zijdige coating. Later ontwikkelde de fabrikant van de apparatuur een dubbelzijdige coatingmachine, voornamelijk vouwbewerking, coatingstempelkoppen worden aan beide zijden van de coatingoven geplaatst, coatingzijde A eerst aan één kant, gaat de oven in om te drogen en vervolgens coatingzijde B aan de andere kant, opnieuw de tweelaagse oven ingaan om te drogen en vervolgens oprollen om het coatingproces aan beide zijden te voltooien.