Il principio e la funzione della calandra per elettrodi a batteria

Le batterie agli ioni di litio sono ampiamente utilizzate in vari settori, come i veicoli elettrici, l’elettronica di consumo, lo stoccaggio dell’energia e aerospaziale. Le prestazioni e la qualità delle batterie agli ioni di litio dipendono da i materiali degli elettrodi e i loro metodi di lavorazione. Uno dei processi chiave nella produzione degli elettrodi è la calandratura, ovvero la compressione dell'elettrodo impasto dell'elettrodo rivestito sul foglio del collettore di corrente da una coppia di rulli. La calandratura può migliorare la densità, la conduttività, l'adesione e la meccanica resistenza dell'elettrodo, oltre a ridurre lo spessore e la porosità. Tuttavia la calandratura presenta anche alcuni inconvenienti, quali fessurazioni, delaminazioni, accumulo di stress e perdita di capacità. Pertanto, è importante ottimizzare i parametri di calandratura e selezionare l'attrezzatura appropriata per i diversi tipi e specifiche degli elettrodi.

A calandra per elettrodi a batteria(pressa a rulli)è un dispositivo che è costituito da due o più rulli che ruotano in direzioni opposte e si applicano pressione sul materiale che li attraversa. Ne esistono di vari tipi calandre, come a due rulli, tre rulli, quattro rulli e multirullo calandre. Tra queste, la calandra a due rulli è quella più comunemente utilizzata calandratura degli elettrodi per batterie agli ioni di litio. Una calandra a due rulli ne ha due rulli cilindrici con luce e pressione regolabili. La lamina dell'elettrodo viene alimentata nell'interstizio e compresso dai rulli. Lo spessore e la densità del l'elettrodo può essere controllato regolando la distanza e la pressione.

L'ambito di applicazione del doppio rotolo La calandra per elettrodi di batterie agli ioni di litio dipende da diversi fattori fattori quali il materiale dell'elettrodo, il metodo di rivestimento, lo spessore del rivestimento, materiale del rullo, diametro del rullo, velocità del rullo e temperatura del rullo. In generale la calandra a due rulli è adatta per gli elettrodi con spessore del rivestimento moderato (10-50 micron), alta densità (1,5-2 g/cm3) e bassa porosità (30-40%). Il materiale del rullo deve essere duro e liscio, ad es acciaio o acciaio cromato. Il diametro del rullo dovrebbe essere abbastanza grande da evitare eccessive sollecitazioni di flessione sulla lamina dell'elettrodo. La velocità del rullo dovrebbe essere abbinato alla velocità di alimentazione per evitare scivolamenti o strappi. Il rullo la temperatura deve essere mantenuta a temperatura ambiente o leggermente superiore per evitare espansione o contrazione termica dell'elettrodo.

Il principio di funzionamento del doppio rotolo la calandra per elettrodi di batterie agli ioni di litio si basa sul teoria della deformazione elasto-plastica. Quando la lamina dell'elettrodo entra nello spazio vuoto tra i rulli subisce prima una deformazione elastica, che significa Quello può recuperare la sua forma originale dopo lo scarico. All’aumentare della pressione, la lamina dell'elettrodo raggiunge il suo punto di snervamento e subisce una deformazione plastica, il che significa che conserva una certa deformazione permanente dopo lo scarico. IL la deformazione plastica può ridurre lo spessore e aumentare la densità del elettrodo. Tuttavia, se la pressione è troppo elevata, potrebbe causare danni irreversibili danni alla struttura e alle proprietà dell'elettrodo, come crepe, delaminazione o perdita di capacità.

La funzione dell'attrezzatura della calandra per elettrodi batteria per elettrodi di batterie agli ioni di litio è quella di migliorare la prestazioni e qualità degli elettrodi ottimizzandone la fisica parametri. Utilizzando una calandra a due rulli si può ottenere:

- Densità maggiore: La calandratura può aumentare la densità di impaccamento delle particelle di materiale attivo e ridurre lo spazio vuoto tra loro. Ciò può migliorare la conduttività, la capacità e la durata del ciclo l'elettrodo.

- Spessore inferiore:La calandratura può ridurre il spessore dell'elettrodo e aumentarne la capacità specifica (capacità per area unitaria). Ciò può ridurre il peso e il volume della batteria e migliorarla la sua densità di energia.

- Migliore adesione: La calandratura può migliorare l'adesione tra lo strato di materiale attivo e il foglio collettore di corrente, così come tra diversi strati dell'elettrodo (come legante, additivo conduttivo e separatore). Ciò può migliorare la resistenza meccanica e stabilità dell'elettrodo.

- Porosità uniforme: La calandratura può creare una distribuzione uniforme dei pori nell'elettrodo, che può facilitare la infiltrazione di elettroliti e trasporto di ioni. Questo può migliorare il tasso prestazioni e sicurezza della batteria.