Какви са често срещаните дефекти при каландриране на електроди на литиево-йонни батерии?

Подробен анализ на 12 проблема, техните причини и мерки за подобряване

Каландрирането е основен процес в производството на електроди за литиево-йонни батерии, като директно определя плътността на енергията, живота на цикъла и безопасността на клетката на батерията. В действителното производство различни дефекти могат лесно да възникнат след каландриране поради фактори като оборудване, параметри на процеса и материали. Въз основа на технически данни от „Експерти по литиево-йонни батерии“ (Lidianpai), тази статия систематично очертава критериите за идентифициране и контролните мерки за 12 вида често срещани дефекти, предоставяйки справка за -оптимизиране на процеси на място.

Счупването на лентата е най-сериозният неизправност при каландриране, основно причинено от пет основни рискови фактора:

1. Твърди частици/примеси:Те пробиват фолиото, проявявайки се като ярки петна, открити от CCD, дупки във фолиото или вдлъбнатини върху повърхността на ролката. Мерките за контрол включват стриктно управление на чистотата на покритието и извършване на микроскопска проверка на първото изделие.

2. Внезапни промени в дебелината/площната плътност:Прекомерно напрежение възниква при прехода между дебели и тънки участъци; проблемите включват онлайн отклонения на дебелината, надвишаващи ±2 μm, пикове в кривата на повърхностната плътност и микро-пукнатини в местата на порьозност. Необходимо е да се стабилизира качеството на покритието и да се елиминират колебанията в дебелината.

3. Загуба на управление на налягането в затворен-контур:Моментни пикове на налягането над 15% или увеличено отклонение на междината на ролката. Подходящите линейни натоварвания трябва да бъдат съпоставени и кривите на налягането да се наблюдават с аларми, настроени за нарушения на границите.

4. Колебания на напрежението:Флуктуации, превишаващи ±5%, чести корекции на EPC (Edge Position Control) или неравномерно навиване. Напрежението по цялата линия трябва да бъде стабилизирано и свързаната защита срещу забавяне трябва да бъде внедрена.

5. Адхезия/повреждане на материала на повърхността на ролката:Периодични дефекти на електрода (разстоянието е равно на обиколката на ролката) или драскотини по повърхността на ролката. Изисква се редовно почистване на повърхността на ролката и установяване на стандарти за проверка и подмяна.

ACEY-MRP100Lелектродна каландрираща машинае подходящ главно за ръчно валцуване на батерийни материали в лабораторията. Той е особено подходящ за изтъняване и увеличаване на плътността на полюсните пластини на литиевите батерии от материали с чиста енергия. Тази машина приема зъбно предаване, за да реализира пресоването на ролката, дебелината на валцуване може да се регулира и е лесна за използване.

Roller adhesion leads to coating transfer and strip breakage; the primary causes are excessive residual solvent (>0,5%) или недостатъчно изсушаване. Критериите за идентификация включват следи от разкъсване по повърхността на електрода, натрупване на материал върху ролката и лепкаво покритие. Мерките за контрол включват оптимизиране на температурния градиент на пещта за строг контрол на нивата на остатъчен разтворител до По-малко или равно на 0,3%; използване на горещо каландриране (85–110 градуса) за омекване на свързващото вещество; намаляване на скоростта на каландриране, за да се намали силата на обелване; и редовно почистване на повърхността на ролката.

Отклонението в дебелината може да доведе до проблеми с литиево покритие и навиване. Напречните неравности често се причиняват от неравномерно покритие или небалансирани междини между ролките; надлъжните неравности обикновено произтичат от дрейфа на площната плътност или ексцентрицитета на ролката. Откриване: Онлайн показанията на дебеломера надвишават напречните/надлъжните толеранси; офлайн извадка, показваща прекомерно отклонение. Контрол: Дайте приоритет на проверката на процеса на нанасяне на покритието; активирайте AGC (автоматичен контрол на измервателния уред) за контрол на дебелината по затворен-контур; редовно калибрирайте коаксиалността на ролката; стриктно контролирайте входящия материал за вълнообразни ръбове.

Скорост на пружиниране, по-голяма или равна на 5%, е необичайна и лесно води до неравномерно навиване. Основните причини са освобождаване на напрежението на материала и недостатъчно изсушаване. Контролните мерки включват оптимизиране на формулата за намаляване на стреса, удължаване на времето за сушене за пълно отстраняване на влагата и стриктно контролиране на толерансите на дебелината на покритието.

Често причинено от дебели ръбове на покритието или не-успоредни ролки. Предотвратяването изисква трапецовиден преход на ръба на покритието и редовно калибриране на успоредността на ролката.

Покритият участък се удължава, докато непокритият участък (ръб) остава непроменен; излишната дължина образува вълни. Причини: Прекомерна плътност на уплътняване, малък диаметър на ролката или несъответствие на напрежението. Предотвратяване: Оптимизирайте дизайна на плътността на уплътняване, изберете ролки с голям-диаметър, съпоставете напрежението нагоре и надолу по веригата и проверете праговете на вълнообразните ръбове по време на първата-инспекция на артикула.

Алуминиевото фолио има слаба пластичност (разлика в деформацията от 0,5%–1,2% между покрити и непокрити участъци); въпреки че производителността не е засегната, контролът на качеството е. Предотвратяване: Използвайте IHA (индукционно нагряване) за предварително -разтягане на катода (намаляване на разликата в деформацията до<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.

Неспазването на целите за плътност на уплътняване директно намалява енергийната плътност. Основни причини: Недостатъчно налягане или твърде твърд материал. Контролни мерки: Съгласуване на налягането с вида на материала (150–250 kN/m за NCM; 200–300 kN/m за LFP); размер на частиците на контролния катод (D50=8–12 μm); задължителна проверка на плътността на уплътнения за първия блок и извършване на проверки на място на всеки 2 часа.

Концентрацията на напрежението в ръба води до разпръскване на праха или счупване на лентата. Предотвратяване/контрол: Използвайте градиентно херметизиране (предварително-компресиране при 80–100 kN/m, последвано от основно компресиране); реализиране на трапецовиден преход на ръба на покритието; повишете температурата на ролката до 40–60 градуса, за да омекнете материала; проверете състоянието на ръба на първата единица на всяка ролка.

Причинени от чуждо вещество по време на нанасяне на покритие или прекомерно налягане при каландриране; влияе върху безопасността. Контрол: стриктно контролиране на колебанията в плътността на покритието и предотвратяване на замърсяване с чужди тела; избягвайте каландриращи налягания, надвишаващи границите на материала; извършете пълна-повърхностна визуална проверка на първия модул; използвайте микроскопия с голямо-увеличение, за да-проверите на място за дупки и пукнатини.

Причинява се от чуждо вещество, полепнало по повърхността на ролката или повреда на повърхността (грапавост Ra > 0,2 μm). Контрол: Почистете повърхностите на валците с безводен етанол преди каландриране; редовно шлайфайте или сменете ролките; инспектирайте повърхностите на ролките преди и по време на смени; незабавно спрете машината, ако бъдат открити периодични следи.

Причинено от износване на повърхността на ролката, прекомерна хлабина на лагера или неравномерна дебелина на входящия материал, което води до приплъзване на електродния лист. Контрол: Редовно подменяйте износените ролки и лагери; стриктно контролирайте стабилността на дебелината на входящите материали; стандартизират операциите и забраняват произволни настройки на параметри; незабавно проучете повърхностите на ролките и входящите материали, ако бъде открито отклонение в дебелината.

За нас

Acey New Energyе специализирана в проучване и производство на високо{0}}оборудване за литиево-йонни батерии. Можем да предоставим-решение на едно място за производствена линия за литиево-йонни батерии за цилиндрични батерии, клетъчни клетки с монети, клетъчни клетки.