Bateriile litiu-ion sunt utilizate pe scară largă în diverse domenii, cum ar fi vehiculele electrice, electronicele de larg consum, stocarea energiei și aerospațiale. Performanța și calitatea bateriilor litiu-ion depind de materialele electrozilor și de metodele lor de prelucrare. Unul dintre procesele cheie în fabricarea electrozilor este calandrarea, care este comprimarea șlamului de electrod acoperit pe folia colectorului de curent cu o pereche de role. Calandra poate îmbunătăți densitatea, conductivitatea, aderența și rezistența mecanică a electrodului, precum și poate reduce grosimea și porozitatea. Cu toate acestea, calandrarea are și unele dezavantaje, cum ar fi fisurarea, delaminarea, acumularea de tensiuni și pierderea capacității. Prin urmare, este important să optimizați parametrii de calandrare și să selectați echipamentul adecvat pentru diferite tipuri și specificații de electrozi.
A mașină de calandrar electrozi baterie(mașină de presare cu rulare)este un dispozitiv format din două sau mai multe role care se rotesc în direcții opuse și aplică presiune asupra materialului care trece prin ele. Există diferite tipuri de mașini de calandrat, cum ar fi calandre cu două role, trei role, patru role și mai multe role. Dintre acestea, calandrul cu două role este cel mai frecvent utilizat pentru calandrarea electrozilor bateriei litiu-ion. Un calandru cu două role are două role cilindrice cu spațiu și presiune reglabile. Folia electrodului este introdusă în spațiu și comprimată de role. Grosimea și densitatea electrodului pot fi controlate prin reglarea intervalului și a presiunii.
Domeniul de aplicare al mașinii de calandrare cu două role pentru electrozii bateriei litiu-ion depinde de mai mulți factori, cum ar fi materialul electrodului, metoda de acoperire, grosimea acoperirii, materialul rolei, diametrul rolei, viteza rolei și temperatura rolei. În general, mașina de calandrare cu două role este potrivită pentru electrozi cu grosime moderată a stratului (10-50 microni), densitate mare (1,5-2 g/cm3) și porozitate scăzută (30-40 procente). Materialul rolei trebuie să fie dur și neted, cum ar fi oțel sau oțel cromat. Diametrul rolei trebuie să fie suficient de mare pentru a evita solicitarea excesivă de îndoire a foliei electrodului. Viteza rolei trebuie să fie corelată cu viteza de alimentare pentru a evita alunecarea sau ruperea. Temperatura rolei trebuie menținută la temperatura camerei sau puțin mai mare pentru a evita dilatarea termică sau contracția electrodului.
Principiul de funcționare al mașinii de calandrare cu două role pentru electrozii bateriei litiu-ion se bazează pe teoria deformării elastic-plastice. Când folia electrodului intră în spațiul dintre role, aceasta suferă mai întâi deformarea elastică, ceea ce înseamnă că își poate recupera forma inițială după descărcare. Pe măsură ce presiunea crește, folia electrodului atinge punctul de curgere și suferă o deformare plastică, ceea ce înseamnă că păstrează o anumită deformare permanentă după descărcare. Deformarea plastică poate reduce grosimea și crește densitatea electrodului. Cu toate acestea, dacă presiunea este prea mare, poate provoca daune ireversibile structurii și proprietăților electrodului, cum ar fi fisurarea, delaminarea sau pierderea capacității.
Funcția de echipare aelectrodul baterieimașină de calandrarepentru electrozii baterie litiu-ion este de a îmbunătăți performanța și calitatea electrozilor prin optimizarea parametrilor fizici ai acestora. Folosind o mașină de calandrare cu două role, se poate obține:
- Densitate mai mare:Calandra poate crește densitatea de ambalare a particulelor de material activ și poate reduce spațiul gol dintre ele. Acest lucru poate îmbunătăți conductivitatea, capacitatea și ciclul de viață al electrodului.
- grosime mai mica:Calandrarea poate reduce grosimea electrodului și poate crește capacitatea specifică a acestuia (capacitate pe unitate de suprafață). Acest lucru poate reduce greutatea și volumul bateriei și poate îmbunătăți densitatea energetică a acesteia.
- Aderență mai bună:Calandrarea poate spori aderența dintre stratul de material activ și folia colector de curent, precum și între diferitele straturi ale electrodului (cum ar fi liant, aditiv conductor și separator). Acest lucru poate îmbunătăți rezistența mecanică și stabilitatea electrodului.
- porozitate uniformă:Calandra poate crea o distribuție uniformă a porilor în electrod, ceea ce poate facilita infiltrarea electrolitului și transportul ionilor. Acest lucru poate îmbunătăți performanța ratei și siguranța bateriei.
