عیوب رایج در زمانبندی الکترود باتری لیتیوم{0} یون چیست؟

تجزیه و تحلیل دقیق 12 موضوع، علل آنها و اقدامات بهبود

کلندرینگ یک فرآیند اصلی در ساخت الکترودهای باتری لیتیوم{0} یونی است که مستقیماً چگالی انرژی، عمر چرخه و ایمنی سلول باتری را تعیین می کند. در تولید واقعی، به دلیل عواملی مانند تجهیزات، پارامترهای فرآیند و مواد، عیوب مختلف به راحتی پس از کلندری رخ می دهد. این مقاله با تکیه بر داده‌های فنی «کارشناسان باتری لیتیوم-» (Lidianpai)، به طور سیستماتیک معیارهای شناسایی و اقدامات کنترلی را برای 12 نوع نقص رایج بیان می‌کند و مرجعی برای بهینه‌سازی فرآیند سایت ارائه می‌دهد.

شکستگی نوار شدیدترین شکست در کلندرینگ است که عمدتاً توسط پنج عامل خطر اصلی ایجاد می شود:

1. ذرات سخت / ناخالصی ها:این فویل ها را سوراخ می کنند و به صورت نقاط روشنی که توسط CCD، سوراخ های پین در فویل یا فرورفتگی های روی سطح غلتک شناسایی می شوند، ظاهر می شوند. اقدامات کنترلی شامل مدیریت دقیق تمیزی پوشش و انجام بازرسی میکروسکوپی در مقاله اول است.

2. تغییرات ناگهانی در ضخامت / چگالی سطحی:استرس بیش از حد در انتقال بین بخش های ضخیم و نازک رخ می دهد. مسائل شامل انحراف ضخامت آنلاین بیش از ± 2μm، خوشه‌های منحنی چگالی منطقه، و ترک‌های ریز در محل‌های تخلخل است. تثبیت کیفیت پوشش و حذف نوسانات ضخامت ضروری است.

3. از دست دادن کنترل فشار حلقه بسته:افزایش فشار لحظه ای بیش از 15٪ یا افزایش انحراف شکاف غلتکی. بارهای خطی مناسب باید مطابقت داده شوند و منحنی‌های فشار با آلارم‌های تنظیم شده برای نقض حد کنترل شوند.

4. نوسانات تنش:نوسانات بیش از 5±٪، اصلاحات مکرر EPC (کنترل موقعیت لبه) یا سیم پیچ ناهموار. تنش در کل خط باید تثبیت شود و حفاظت از کاهش سرعت مرتبط اجرا شود.

5. چسبندگی/آسیب مواد سطح غلتک:عیوب دوره ای روی الکترود (فاصله برابر با محیط غلتک) یا خراش روی سطح غلتک. تمیز کردن منظم سطح غلتک و ایجاد استانداردهای بازرسی و تعویض مورد نیاز است.

ACEY-MRP100Lدستگاه کلندری الکترودعمدتا برای نورد دستی مواد باتری در آزمایشگاه مناسب است. به ویژه برای نازک کردن و افزایش چگالی صفحات قطب باتری لیتیومی مواد انرژی پاک مناسب است. این دستگاه از انتقال دنده استفاده می کند تا فشار رول را درک کند، ضخامت نورد را می توان تنظیم کرد و استفاده از آن آسان است.

Roller adhesion leads to coating transfer and strip breakage; the primary causes are excessive residual solvent (>0.5٪ یا خشک شدن ناکافی. معیارهای شناسایی شامل علائم پارگی روی سطح الکترود، تجمع مواد روی غلتک و یک پوشش چسبنده است. اقدامات کنترلی شامل بهینه سازی گرادیان دمای کوره برای کنترل دقیق سطح حلال باقیمانده تا کمتر یا مساوی 0.3٪ است. استفاده از کلندرینگ داغ (85-110 درجه) برای نرم کردن بایندر. کاهش سرعت کلندری برای کاهش نیروی لایه برداری. و مرتباً سطح غلتک را تمیز کنید.

انحراف ضخامت می تواند باعث مشکلات آبکاری لیتیوم و سیم پیچ شود. ناهمواری عرضی اغلب به دلیل پوشش ناهموار یا شکاف های رول نامتعادل ایجاد می شود. ناهمواری طولی معمولاً از رانش چگالی ناحیه یا خروج از مرکز غلتش ناشی می شود. تشخیص: خوانش ضخامت سنج آنلاین بیش از تحمل عرضی/طولی. نمونه برداری آفلاین که انحراف بیش از حد را نشان می دهد. کنترل: اولویت بازرسی فرآیند پوشش. فعال کردن AGC (کنترل گیج خودکار) برای کنترل ضخامت حلقه بسته. به طور منظم هم محوری رول را کالیبره کنید. مواد ورودی را برای لبه های موج دار به شدت کنترل کنید.

نرخ برگشت فنری بزرگتر یا مساوی 5% غیر طبیعی است و به راحتی منجر به سیم پیچی ناهموار می شود. علل اولیه آزاد شدن تنش مواد و خشک شدن ناکافی است. اقدامات کنترلی شامل بهینه سازی فرمولاسیون برای کاهش تنش، افزایش زمان خشک شدن برای حذف کامل رطوبت، و کنترل دقیق تحمل ضخامت پوشش است.

اغلب توسط لبه های پوشش ضخیم یا رول های غیر موازی- ایجاد می شود. پیشگیری نیاز به انتقال ذوزنقه ای در لبه پوشش و کالیبراسیون منظم موازی رول دارد.

ناحیه پوشش داده شده دراز می شود در حالی که ناحیه بدون پوشش (حاشیه) بدون تغییر باقی می ماند. طول اضافی امواج را تشکیل می دهد. علل: تراکم بیش از حد تراکم، قطر رول کوچک، یا عدم تطابق کشش. پیشگیری: طراحی چگالی تراکم را بهینه کنید، رول‌های-قطر بزرگ را انتخاب کنید، کشش بالادست و پایین دست را مطابقت دهید، و آستانه‌های لبه مواج را در اولین بازرسی مقاله- تأیید کنید.

فویل آلومینیومی شکل پذیری ضعیفی دارد (تفاوت تغییر شکل 0.5٪ تا 1.2٪ بین مناطق پوشش داده شده و بدون پوشش). در حالی که عملکرد تحت تاثیر قرار نمی گیرد، کنترل کیفیت تحت تاثیر قرار می گیرد. پیشگیری: از IHA (گرمایش القایی) برای پیش{3} کشش کاتد (کاهش تفاوت تغییر شکل به<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.

عدم دستیابی به اهداف چگالی تراکم به طور مستقیم چگالی انرژی را کاهش می دهد. علل اولیه: فشار ناکافی یا مواد بیش از حد سخت. اقدامات کنترلی: مطابقت فشار با نوع ماده (150-250 kN/m برای NCM؛ 200-300 kN/m برای LFP). کنترل اندازه ذرات کاتد (D50=8-12μm); اجباری برای بازرسی چگالی فشرده برای واحد اول و انجام بررسی های نقطه ای هر 2 ساعت.

تمرکز تنش لبه منجر به ریزش پودر یا شکستگی نوار می شود. پیشگیری/کنترل: از فشار گرادیان استفاده کنید (قبل از فشرده سازی در 80-100 کیلونیوتن بر متر و به دنبال آن فشرده سازی اصلی). اجرای یک انتقال ذوزنقه ای در لبه پوشش؛ برای نرم شدن مواد، دمای غلتک را به 40-60 درجه افزایش دهید. وضعیت لبه را در اولین واحد هر رول بررسی کنید.

ناشی از مواد خارجی در طول پوشش یا فشار بیش از حد کلندری. ایمنی را تحت تاثیر قرار می دهد. کنترل: نوسانات در تراکم ناحیه پوشش را به شدت کنترل کنید و از آلودگی مواد خارجی جلوگیری کنید. از فشارهای آهکی بیش از حد مجاز مواد اجتناب کنید. انجام بازرسی کامل-بصری سطحی در اولین واحد؛ از میکروسکوپ با بزرگنمایی بالا-برای تشخیص- سوراخ‌ها و ترک‌ها استفاده کنید.

ناشی از چسبیدن مواد خارجی به سطح غلتک یا آسیب سطح (زبری Ra> 0.2 میکرومتر). کنترل: سطوح غلتکی را با اتانول بی آب قبل از کلندری تمیز کنید. به طور منظم غلتک ها را دوباره آسیاب یا تعویض کنید. سطوح غلتک را قبل و در حین شیفت بازرسی کنید. در صورت مشاهده علائم دوره ای، بلافاصله دستگاه را متوقف کنید.

ناشی از سایش سطح غلتک، فاصله بیش از حد یاتاقان، یا ضخامت ناهموار مواد ورودی، که منجر به لغزش ورق الکترود می شود. کنترل: غلتک ها و یاتاقان های فرسوده را به طور مرتب تعویض کنید. به شدت ثبات ضخامت مواد ورودی را کنترل کنید. استاندارد کردن عملیات و ممنوع کردن تنظیمات دلخواه پارامتر؛ در صورت مشاهده رانش ضخامت، بلافاصله سطوح غلتک و مواد ورودی را بررسی کنید.

درباره ما

ایسی نیو انرژیمتخصص در تحقیق و ساخت تجهیزات پیشرفته برای باتری‌های لیتیوم-. ما می‌توانیم یک راه‌حل- برای خط تولید باتری لیتیوم یونی برای باتری استوانه‌ای، سلول سکه‌ای، سلول کیسه‌ای ارائه کنیم.