Quais são as funções, princípios e fatores de influência da máquina de prensagem?

Rolamento refere-se ao processo de compactação de eletrodos de bateria de lítio revestidos e secos.

A rolagem aumenta a densidade de energia das baterias de lítio e permite que o aglutinante adira firmemente o material do eletrodo ao coletor de corrente, evitando a perda de energia devido ao desprendimento do material do eletrodo durante o ciclo. Antes de rolar, os eletrodos revestidos devem ser secos até certo ponto; caso contrário, o revestimento se separará do coletor de corrente durante a laminação. A quantidade de compactação deve ser controlada durante a laminação. A compactação excessiva pode afetar o material do eletrodo próximo ao coletor de corrente, impedindo a intercalação e desintercalação adequadas de íons de lítio e fazendo com que o material ativo adira firmemente, facilitando sua separação do coletor de corrente. Em casos graves, também pode aumentar a plasticidade do eletrodo, tornando-o inadequado para enrolamento e causando quebra.

A formação de rolos é um dos processos mais críticos na fabricação de eletrodos de baterias de íons de lítio, e sua precisão afeta significativamente o desempenho da bateria.

ACEY-HRP100máquina de prensa de rolo quenteé principalmente adequado para laminação elétrica de materiais de bateria em laboratório, uma pequena quantidade de materiais de metais preciosos, como ouro e prata, e materiais não{0}}ferrosos, como cobre e alumínio, a uma determinada temperatura. A espessura do rolamento é ajustável e a operação é simples. É especialmente adequado para desbastar e aumentar a densidade de placas polares de baterias de lítio de materiais de energia limpa.

Os objetivos da perfilagem são os seguintes: A perfilagem garante uma superfície lisa e plana do eletrodo, evitando curtos-circuitos causados ​​por rebarbas que perfuram o separador e melhorando a densidade de energia. Ele também compacta o material do eletrodo revestido no coletor de corrente, reduzindo o volume do eletrodo e aumentando ainda mais a densidade de energia, o ciclo de vida e a segurança.

O objetivo da perfilagem é conseguir uma ligação mais densa e uniforme entre o material ativo e a folha. A conformação do rolo deve ser realizada após a secagem do revestimento e do eletrodo; caso contrário, pode ocorrer facilmente derramamento de pó e descamação do filme.

Os eletrodos da bateria são folhas de cobre (ou alumínio) revestidas com partículas de pasta elétrica em ambos os lados. A tira do eletrodo da bateria passa por processos de revestimento e secagem antes da formação do rolo. Antes da laminação, o revestimento de pasta elétrica na folha de cobre (ou folha de alumínio) é um meio granular semi-fluido e semi{3}}sólido composto de partículas ou aglomerados individuais desconectados ou fracamente conectados, exibindo um certo grau de dispersibilidade e fluidez. A existência de vazios entre as partículas da pasta elétrica garante que durante a laminação as partículas possam sofrer pequenos movimentos de deslocamento para preencher esses vazios, permitindo-lhes posicionar-se sob compactação. A laminação do eletrodo da bateria pode ser considerada um processo de laminação contínua de partículas de pasta elétrica semissólidas em um estado não selado. As partículas de pasta elétrica aderem à folha de cobre (ou folha de alumínio) e são continuamente mordidas nas aberturas do rolo por fricção, depois compactadas rolando em eletrodos de bateria com uma certa densidade. O princípio de rolamento é mostrado na Figura 2.

A laminação dos eletrodos da bateria difere significativamente da laminação do aço. Durante a laminação do aço, a peça inicialmente sofre deformação elástica sob força externa. Quando a força externa aumenta até um certo limite, a peça começa a sofrer deformação plástica. À medida que a força externa aumenta, a deformação plástica aumenta. O objetivo da laminação longitudinal na laminação de aço é obter alongamento. Durante a laminação do aço, as moléculas se estendem longitudinalmente e se alargam lateralmente, resultando em uma peça laminada mais fina, mas sem alteração na densidade. Os eletrodos da bateria são feitos revestindo uma pasta composta em um substrato como alumínio ou folha de cobre. O processo de laminação compacta as partículas da pasta elétrica no eletrodo, aumentando sua densidade. Uma densidade de compactação adequada pode aumentar a capacidade de descarga da bateria, reduzir a resistência interna e prolongar o seu ciclo de vida. As partículas da pasta elétrica sofrem deslocamento e deformação sob pressão, e a densidade do eletrodo muda com a pressão de acordo com um determinado padrão, conforme mostrado na Figura 3.

Na região I, à medida que a pressão de contato aumenta, as partículas da pasta elétrica começam a sofrer deslocamentos em pequena-escala, que aumentam gradualmente. Neste ponto, as lacunas entre as partículas da pasta elétrica são gradualmente preenchidas, manifestando-se especificamente como um aumento lento na densidade relativa da tira de eletrodo com o aumento da pressão de contato.

Na Região II, após o aumento de densidade-em pequena escala na Região I, as partículas da pasta elétrica continuam a preencher as lacunas entre elas à medida que a pressão de contato aumenta. Após a laminação na Região II, os espaços entre as partículas são comprimidos e compactados. Especificamente, a densidade relativa da tira de eletrodos aumenta rapidamente com o aumento da pressão de contato, a uma taxa muito mais elevada do que na Região I. Simultaneamente, ocorre alguma deformação das partículas da pasta elétrica na Região II.

Na Região III, após o preenchimento dos espaços entre as partículas da pasta elétrica na Região II, as partículas não se deslocam mais. Contudo, com o aumento da pressão de contato, as partículas da pasta elétrica começam a sofrer grandes deformações. Neste ponto, a densidade relativa da tira de eléctrodos já não aumenta rapidamente com o aumento da pressão de contacto; a tira do eletrodo endurece e, portanto, a mudança na densidade relativa torna-se uma curva plana.

As mudanças nas partículas elétricas da pasta no eletrodo da bateria durante o processo de laminação são altamente complexas. O aumento na densidade relativa das partículas da pasta elétrica se manifesta principalmente no deslocamento das partículas. Este deslocamento preenche as lacunas entre as partículas, enquanto uma pequena porção das partículas se deforma. Subsequentemente, devido ao aumento da pressão do rolo, as partículas da pasta elétrica sofrem deformação significativa após o preenchimento das lacunas, embora também ocorra algum pequeno deslocamento durante esta fase.

Os problemas de qualidade do eletrodo causados ​​​​pelo equipamento de laminação do eletrodo da bateria refletem-se principalmente na irregularidade da espessura do eletrodo após a laminação. Espessura inconsistente leva a densidade de compactação inconsistente do eletrodo da bateria, que é um fator chave que afeta a uniformidade do desempenho da bateria. A uniformidade da espessura do eletrodo inclui a uniformidade da espessura transversal e a uniformidade da espessura longitudinal, conforme mostrado na Figura 4. As causas da não{3}}uniformidade da espessura transversal e longitudinal são diferentes.

Os principais fatores que influenciam a uniformidade da espessura transversal da folha do eletrodo são a deformação por flexão dos rolos, a rigidez da base do moinho, a deformação elástica dos principais componentes de suporte de carga, a pressão do rolo e a largura da folha do eletrodo. Durante a operação do moinho, a pressão do rolo causa deformação dos rolos e da base do moinho, manifestando-se finalmente como deflexão do rolo, resultando em uma uniformidade de espessura transversal onde a folha do eletrodo é mais espessa no meio e mais fina nas bordas. Os principais fatores que influenciam a uniformidade da espessura longitudinal da folha de eletrodo são a precisão de usinagem e instalação dos rolos, rolamentos e caixas de rolamentos. Erros de usinagem em componentes-chave podem causar flutuações periódicas na pressão do rolo que atua sobre a folha do eletrodo durante a rotação do rolo, resultando em espessura de compactação irregular na direção longitudinal.

Outros fatores que afetam a qualidade da laminação da folha de eletrodo incluem dispositivos de controle de tensão, dispositivos de alinhamento, dispositivos de corte e dispositivos de remoção de poeira. Durante o processo de laminação, a folha do eletrodo requer uma certa tensão. A tensão insuficiente pode causar rugas, enquanto a tensão excessiva pode causar quebras. Dispositivos de remoção de poeira garantem que defeitos superficiais causados ​​por impurezas não apareçam na superfície da folha do eletrodo durante a laminação. O dispositivo de correção e o dispositivo de corte afetam principalmente a precisão dimensional de corte da folha de eletrodo.

Acey Nova Energiaé uma-fornecedora de equipamentos de última geração e soluções de linha completa especializada na área de novas baterias de energia. Ela se dedica a fornecer serviços de{2}ciclo completo, desde o desenvolvimento experimental até a produção em-grande escala, para empresas globais de fabricação de baterias, instituições de pesquisa e organizações de energia inovadoras. Quer se trate da produção experimental de amostras em nível laboratorial ou da verificação do processo durante a fase piloto.

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