Jakie są typowe wady kalandrowania elektrod w akumulatorach litowo-jonowych-?

Szczegółowa analiza 12 problemów, ich przyczyn i sposobów poprawy

Kalandrowanie to podstawowy proces produkcji elektrod do akumulatorów litowo-jonowych, bezpośrednio określający gęstość energii, trwałość cyklu i bezpieczeństwo ogniwa akumulatora. W rzeczywistej produkcji po kalandrowaniu mogą łatwo wystąpić różne defekty ze względu na takie czynniki, jak sprzęt, parametry procesu i materiały. Opierając się na danych technicznych uzyskanych od „Ekspertów-od akumulatorów litowo-jonowych” (Lidianpai), w tym artykule w sposób systematyczny przedstawiono kryteria identyfikacji i środki kontroli w przypadku 12 typów typowych usterek, stanowiąc punkt odniesienia dla-optymalizacji procesów na miejscu.

Pęknięcie taśmy to najpoważniejsza awaria podczas kalandrowania, spowodowana głównie przez pięć głównych czynników ryzyka:

1. Twarde cząstki/zanieczyszczenia:Przebijają one folię, objawiając się jasnymi plamami wykrywanymi przez matrycę CCD, dziurkami w folii lub wgłębieniami na powierzchni rolki. Środki kontrolne obejmują ścisłe kontrolowanie czystości powłoki i przeprowadzanie kontroli mikroskopowej pierwszego artykułu.

2. Nagłe zmiany grubości/gęstości powierzchniowej:Nadmierne naprężenia występują na przejściu pomiędzy grubymi i cienkimi przekrojami; problemy obejmują odchylenia grubości w trybie online przekraczające ±2 μm, skoki na krzywej gęstości powierzchniowej i mikro-pęknięcia w miejscach porowatości. Należy ustabilizować jakość powłoki i wyeliminować wahania grubości.

3. Utrata kontroli ciśnienia w-pętli zamkniętej:Chwilowe skoki ciśnienia przekraczające 15% lub zwiększone odchylenie szczeliny rolek. Należy dopasować odpowiednie obciążenia liniowe i monitorować krzywe ciśnienia za pomocą ustawionych alarmów w przypadku przekroczenia limitów.

4. Wahania napięcia:Wahania przekraczające ±5%, częste korekty EPC (Edge Position Control) lub nierówne nawijanie. Należy ustabilizować napięcie na całej linii i wdrożyć powiązane zabezpieczenie przed hamowaniem.

5. Przyklejenie/uszkodzenie materiału powierzchni walca:Okresowe uszkodzenia na elektrodzie (rozstaw równy obwodowi rolki) lub zarysowania na powierzchni rolki. Wymagane jest regularne czyszczenie powierzchni rolek oraz ustanowienie standardów kontroli i wymiany.

ACEY-MRP100Lmaszyna do kalandrowania elektrodnadaje się głównie do ręcznego walcowania materiałów akumulatorowych w laboratorium. Szczególnie nadaje się do rozcieńczania i zwiększania gęstości płytek biegunowych baterii litowych z materiałów czystej energii. W tej maszynie zastosowano przekładnię zębatą, aby zrealizować prasowanie walców, grubość walcowania można regulować i jest łatwa w użyciu.

Roller adhesion leads to coating transfer and strip breakage; the primary causes are excessive residual solvent (>0,5%) lub niedostateczne wysuszenie. Kryteria identyfikacji obejmują ślady rozdarć na powierzchni elektrody, nagromadzenie materiału na rolce i lepką powłokę. Środki kontrolne obejmują optymalizację gradientu temperatury pieca w celu ścisłej kontroli poziomów pozostałości rozpuszczalnika do poziomu mniejszego lub równego 0,3%; zastosowanie kalandrowania na gorąco (85–110 stopni) w celu zmiękczenia spoiwa; zmniejszenie prędkości kalandrowania w celu zmniejszenia siły odrywania; i regularne czyszczenie powierzchni wałka.

Odchylenie grubości może powodować problemy z powlekaniem litem i nawijaniem. Nierówności poprzeczne są często spowodowane nierówną powłoką lub niewyważonymi szczelinami walców; Nierówności wzdłużne wynikają zwykle z dryftu gęstości powierzchniowej lub mimośrodu walca. Wykrywanie: Odczyty grubościomierza online przekraczające tolerancje poprzeczne/wzdłużne; próbkowanie offline wykazujące nadmierne odchylenie. Kontrola: nadaj priorytet kontroli procesu powlekania; aktywuj AGC (Automatic Gauge Control) w celu kontroli grubości-pętli zamkniętej; regularnie kalibruj współosiowość rolek; ściśle kontroluj przychodzący materiał pod kątem falistych krawędzi.

Szybkość sprężynowania większa lub równa 5% jest nienormalna i łatwo prowadzi do nierównego nawijania. Głównymi przyczynami są uwalnianie naprężeń materiału i niewystarczające suszenie. Środki kontrolne obejmują optymalizację receptury w celu zmniejszenia naprężeń, wydłużenie czasu suszenia w celu całkowitego usunięcia wilgoci i ścisłą kontrolę tolerancji grubości powłoki.

Często spowodowane grubymi krawędziami powłoki lub-nierównoległymi rolkami. Zapobieganie wymaga przejścia trapezowego na krawędzi powłoki i regularnej kalibracji równoległości walców.

Powleczony obszar wydłuża się, podczas gdy niepowleczony obszar (margines) pozostaje niezmieniony; nadmiar długości tworzy fale. Przyczyny: Nadmierna gęstość zagęszczenia, mała średnica rolki lub niedopasowanie naprężenia. Zapobieganie: zoptymalizuj projekt gęstości zagęszczenia, wybierz rolki o dużej-średnicy, dopasuj napięcie na górze i na dole oraz sprawdź progi falistych krawędzi podczas-kontroli pierwszego artykułu.

Folia aluminiowa ma słabą plastyczność (różnica odkształceń pomiędzy obszarami powlekanymi i niepowlekanymi wynosi 0,5%–1,2%); chociaż nie ma to wpływu na wydajność, wpływa to na kontrolę jakości. Zapobieganie: stosuj IHA (nagrzewanie indukcyjne) do-wstępnego rozciągania katody (zmniejszając różnicę odkształceń do<0.1%); use hot roll pressing at 60–100°C to improve aluminum foil ductility; for the anode, apply 3–5 layers of Teflon tape for adjustment.

Nieosiągnięcie docelowej gęstości zagęszczenia bezpośrednio zmniejsza gęstość energii. Główne przyczyny: Niewystarczający nacisk lub zbyt twardy materiał. Środki kontrolne: Dopasuj ciśnienie do rodzaju materiału (150–250 kN/m dla NCM; 200–300 kN/m dla LFP); kontrolować wielkość cząstek katody (D50=8–12 μm); nakazać kontrolę gęstości zagęszczenia dla pierwszej jednostki i przeprowadzać kontrole punktowe co 2 godziny.

Koncentracja naprężeń krawędziowych prowadzi do zrzucania proszku lub pęknięcia taśmy. Zapobieganie/kontrola: stosuj zwiększanie ciśnienia gradientowego (wstępne-kompresowanie przy 80–100 kN/m, a następnie główne ściskanie); wykonać przejście trapezowe na krawędzi powłoki; podnieś temperaturę wałka do 40–60 stopni, aby zmiękczyć materiał; sprawdź stan krawędzi pierwszej jednostki każdej rolki.

Spowodowane ciałami obcymi podczas powlekania lub nadmiernym ciśnieniem kalandrowania; wpływa na bezpieczeństwo. Kontrola: Ściśle kontroluj wahania gęstości obszaru powłoki i zapobiegaj zanieczyszczeniu ciałami obcymi; unikać ciśnienia kalandrowania przekraczającego limity materiału; przeprowadzić kontrolę wzrokową całej-powierzchni pierwszej jednostki; użyj mikroskopu-o dużym powiększeniu, aby-wyszukać dziury i pęknięcia.

Spowodowane przez ciała obce przylegające do powierzchni walca lub uszkodzenie powierzchni (chropowatość Ra > 0,2 μm). Kontrola: Przed kalandrowaniem oczyścić powierzchnie wałków bezwodnym etanolem; regularnie szlifuj lub wymieniaj walce; sprawdzać powierzchnie rolek przed i w trakcie zmian; natychmiast zatrzymać maszynę w przypadku wykrycia okresowych śladów.

Spowodowane zużyciem powierzchni rolek, nadmiernym luzem łożyskowym lub nierówną grubością napływającego materiału, prowadzące do poślizgu arkusza elektrody. Kontrola: Regularnie wymieniaj zużyte rolki i łożyska; ściśle kontrolować stabilność grubości przychodzących materiałów; ujednolicić operacje i zakazać dowolnej regulacji parametrów; w przypadku wykrycia zmiany grubości należy natychmiast sprawdzić powierzchnie rolek i przychodzące materiały.

O nas

Nowa Energiaspecjalizuje się w badaniach i produkcji-najwyższej klasy sprzętu do akumulatorów litowo-jonowych. Możemy zapewnić kompleksowe rozwiązanie-dla linii produkcyjnej akumulatorów litowo-jonowych do akumulatorów cylindrycznych, ogniw pastylkowych i ogniw etui.