Čo spôsobuje praskanie povlaku?

Prasknutie povlaku lítiovej batérie je bežným problémom pri výrobe elektród a môže priamo ovplyvniť výkon batérie (ako je kapacita, životnosť cyklu a bezpečnosť). Nasleduje analýza príčin a riešení praskania povlaku:

1. Problémy s formuláciou kalu

Nízky obsah pevných látok: Vysoký obsah rozpúšťadla v suspenzii má za následok vysoké napätie pri zmrašťovaní počas sušenia, čo vedie k praskaniu povlaku.

Nedostatočná alebo nerovnomerná disperzia spojiva: Nedostatočné alebo nedostatočne dispergované spojivo (ako PVDF, CMC/SBR) má za následok zlú viskoelasticitu a nedostatočnú súdržnosť náteru.

Nevhodný pomer vodivých činidiel: Nadmerný obsah vodivých činidiel (ako sú sadze, CNT) môže viesť k zlej tekutosti kaše a koncentrácii napätia počas sušenia.

Slabá reológia kalu: Nedostatočná tixotropia alebo nadmerná viskozita môže viesť k zlému vyrovnaniu počas nanášania a praskaniu po zaschnutí.

2. Nesprávne parametre procesu nanášania

Nerovnomerná hrúbka náteru: Pri nadmerne hrubých oblastiach dochádza počas sušenia k nekonzistentnému zmršťovaniu, čo vedie k praskaniu. Neprispôsobená teplota/rýchlosť sušenia: Príliš vysoké teploty alebo nadmerné rýchlosti sušenia vedú k rýchlemu vytvrdnutiu povrchu, zatiaľ čo vnútorné rozpúšťadlá sa úplne neodparili, čo vytvára rozdiely v napätí.

Nezodpovedajúca rýchlosť nanášania a doba vyrovnávania kaše: Kaša vstupuje do fázy sušenia skôr, ako je úplne vyrovnaná, čo vedie k nerovnomernému povrchovému napätiu.

3. Problémy s aktuálnymi kolektormi

Nedostatočná drsnosť povrchu: Povrch zberača prúdu (meď/hliníková fólia) je príliš hladký, čo má za následok zlú priľnavosť kaše a ľahké odlupovanie a praskanie.

Povrchová kontaminácia alebo oxidácia: Olej, oxidové vrstvy alebo nečistoty na povrchu kolektora prúdu ovplyvňujú priľnavosť kalu.

Nerovnomerné napätie kolektora prúdu: Kolísanie napätia kolektora prúdu počas nanášania môže spôsobiť lokálne napätie alebo stlačenie v povlaku.

4. Zlá kontrola procesu sušenia

Nesprávny gradient sušenia: Nepoužitie gradientového sušenia (napr. postupné zvyšovanie teploty) má za následok príliš rýchle odparovanie rozpúšťadla.

Nerovnomerná rýchlosť vzduchu: Nadmerná lokalizovaná rýchlosť vzduchu počas sušenia horúcim vzduchom urýchľuje tvrdnutie povrchu a spôsobuje praskliny.

5. Vybavenie a prevádzkové faktory

Nízka presnosť poťahovacej hlavy (štrbiny/stierky): Nerovnomerné medzery poťahu alebo opotrebovanie čepele vedú k nerovnomernému rozloženiu kalu.

Vibrácie zariadenia alebo odchýlka substrátu: Mechanické vibrácie alebo odchýlka substrátu môžu spôsobiť kolísanie hrúbky náteru.

1. Optimalizácia formulácie kalu

Úprava obsahu pevných látok: Vhodne zvýšte obsah pevných látok (napr. 60 % - 70 %), aby ste znížili napätie pri zmrašťovaní spôsobené odparovaním rozpúšťadla.

Optimalizácia systému viazačov:

Zvýšenie pomeru spojiva (napr. zvýšenie PVDF z 2 % na 3 % - 4 %).

Použitie kompozitného spojiva (napr. CMC+SBR) na zlepšenie flexibility.

Zlepšenie disperzie vodivého činidla: Zabezpečte rovnomernú distribúciu vodivého činidla prostredníctvom procesov, ako je guľové mletie a vysokorýchlostné{0}}rozptyľovanie.

Pridanie zmäkčovadiel alebo zmáčadiel: Zlepšite reológiu a zmáčavosť suspenzie (napr. PEG, povrchovo aktívne látky).

2. Optimalizácia parametrov procesu

Riadenie hrúbky náteru: Odporúčaná hrúbka jednostranného{0}} náteru je menšia alebo rovná 150 μm. Ak je hrúbka náteru príliš hrubá, použite viacero vrstiev.

Nastavenia gradientového sušenia:

V zóne nízkej-teploty (50 – 80 stupňov ) pomaly odparujte rozpúšťadlo, aby ste zabránili olupovaniu povrchu.

V zóne strednej-vysokej{1}}teploty (80 – 120 stupňov ) postupne zvyšujte teplotu, aby sa zabezpečilo úplné odparenie rozpúšťadla.

Upravte rýchlosť nanášania: Zabezpečte, aby mala kaša dostatok času na vyrovnanie (napr. znížte rýchlosť nanášania alebo pridajte vyrovnávaciu časť).

ACEY-HFC250Automatický stroj na poťahovanie fóliouna poťahovanie elektród batérie sa široko používajú pri výskume rôznych vysokoteplotných poťahových filmov, ako sú keramické filmy, kryštalické filmy, materiály na batérie a špeciálne nano-filmy; môžu sa v budúcnosti prispôsobiť rozvoju vedy a techniky pre tvorbu filmu v podmienkach vysokej teploty.

3. Predúprava kolektora prúdu

(Takmer všetci výrobcovia lítiových batérií túto úlohu nevykonávajú, nechajte to na výrobcu fólie.)

Zdrsnenie povrchu: Elektrochemicky alebo plazmou-upravte zberač prúdu na zlepšenie drsnosti povrchu.

Čistenie a sušenie: Odstráňte povrchový olej a oxidy (napr. čistenie kyselinou, ultrazvukové čistenie).

Predhrejte zberač prúdu: Pred potiahnutím predhrejte na 50-80 stupňov, aby ste znížili tepelné napätie medzi kašou a substrátom.

4. Vylepšenia vybavenia a prevádzky

Vykonávajte pravidelnú údržbu nanášacej hlavy: Skontrolujte rovnomernosť štrbiny, aby ste zabránili opotrebovaniu alebo upchatiu čepele.

Stabilné napätie substrátu: Na minimalizáciu kolísania substrátu použite uzavretý{0}}systém na reguláciu napätia substrátu. Optimalizujte prúdenie vzduchu na sušenie: Zabezpečte rovnomernú distribúciu horúceho vzduchu, aby ste zabránili lokálnemu prefukovaniu-.

5. Iné opatrenia

Regulácia vlhkosti: V lakovni udržujte vlhkosť medzi 30 % a 50 % (vysoko-niklové trojzložkové materiály vyžadujú nižšiu vlhkosť, zatiaľ čo materiály záporných elektród možno nastaviť na vyššiu vlhkosť alebo použiť zvlhčovač), aby sa zabránilo tomu, že kaša absorbuje vlhkosť a príliš rýchlo vysychá.

Starnutie v kaši: Pred potiahnutím nechajte kašu odstáť 1-2 hodiny, aby sa odstránili miešané bubliny a napätie.

Online monitorovanie: Pomocou beta{0}}lúča alebo laserového hrúbkomeru môžete v reálnom čase monitorovať hrúbku náteru a rýchlo upraviť proces.

Predbežné pozorovanie: Analyzujte morfológiu trhlín (napr. priečne/vertikálne trhliny, sieťové trhliny) pomocou mikroskopu alebo SEM.

Testovanie kalu: Testujte viskozitu kalu, obsah pevných látok a reologické vlastnosti.

Prehľad parametrov procesu: Skontrolujte teplotné profily sušenia, rýchlosť nanášania a záznamy o napätí substrátu.

Testovanie priľnavosti: Vyhodnoťte pevnosť spojenia medzi povlakom a zberačom prúdu pomocou testu odlupovania pásky. Systematickou analýzou formulácií kalov, parametrov procesu, stavu zariadenia a environmentálnych faktorov môžeme konkrétne riešiť problémy s praskaním povlaku, zlepšiť výťažnosť elektród a výkon batérie.

Samozrejme, dobré vybavenie, vynikajúci dizajn a skúsení technici a operátori vo všeobecnosti zabezpečujú vynikajúce výsledky.

Acey Intelligentsa špecializuje na výskum a výrobu špičkových{0}}zariadení pre lítium-iónové batérie. Môžeme nielen poskytnúť-jednorazové riešenie pre výrobnú linku lítium-iónových batérií pre valcové batérie, gombíkové články, vreckové články, ale tiež poskytnúť-jednorazové riešenie pre montážnu linku lítium-iónových batérií, ak ste nový v priemysle lítium-iónových batérií a chcete si postaviť vlastnú výrobnú linku na výrobu lítium-iónových batérií alebo montážnu linku lítium-iónových batérií, môžeme vám poskytnúťprofesionálnu technickú podporu a poradenstvo, neváhajte nás kontaktovať!

Kontaktujte teraz