Processo di rivestimento delle batterie al litio: principali cause di disallineamento delle superfici A&B e relative misure di miglioramento

Durante il processo di rivestimento delle batterie al litio, il disallineamento delle superfici A e B è un problema critico ma spesso trascurato che influisce direttamente sulla capacità, sulla sicurezza e sulla durata della batteria. Questo disallineamento si manifesta con deviazioni nelle aree di rivestimento o con spessori non uniformi tra le superfici anteriore e posteriore, con conseguenti potenziali rischi come la placcatura in litio e la frattura del foglio di elettrodo. Questo articolo analizzerà le cause multidimensionali derivanti da apparecchiature, processi, materiali e altri aspetti, condividendo al contempo le principali misure di miglioramento per migliorare la costanza della qualità della batteria.

1. Cause principali del disallineamento delle superfici A&B

Precisione di installazione insufficiente del rullo di supporto/rullo di rivestimento: deviazione orizzontale, disallineamento coassiale o errori di installazione causano lo spostamento del rivestimento.

Controllo della tensione anomalo: una tensione non uniforme durante lo svolgimento/avvolgimento provoca allungamenti, deformazioni o pieghe della lamina.

1.2 Fattori materiali

Duttilità irregolare: le variazioni nella duttilità della lamina comportano la perdita di controllo sullo spazio del rivestimento.

1.3 Fattori della fanghiglia

Viscosità eccessiva: un livellamento scadente provoca accumulo di fanghi e disallineamento.

Differenze significative di tensione superficiale: ritiro irregolare dei bordi delle sospensioni lato A/B.

1.4Parametri di processo

Disparità di velocità di rivestimento: velocità diverse tra i due lati determinano velocità di livellamento non uniformi.

Condizioni di essiccazione non uniformi: le differenze di temperatura nei forni lato A/B causano un restringimento variabile del substrato.

2 Misure di miglioramento

2.1Ottimizzazione delle apparecchiature

Sostituire gli encoder ad alta precisione e i righelli reticolari per garantire un errore di posizionamento della testina di rivestimento ≤±0,1 mm.

Ottimizzare i sistemi di controllo della tensione (ad esempio, controllo a circuito chiuso PID) per mantenere la fluttuazione della tensione del substrato ≤±3%.

2.2 Controllo del materiale della lamina

Selezionare fogli con duttilità costante (ad esempio fogli di rame/alluminio con resistenza alla trazione uniforme).

Migliorare i processi di trattamento delle superfici dei fogli (ad esempio, pulizia al plasma o passivazione chimica).

2.3Regolazione della fanghiglia

Aggiungere tensioattivi (ad esempio PVP o SDS) per bilanciare le differenze di tensione superficiale tra le sospensioni lato A/B.

2.4Ottimizzazione dei parametri di processo

Assicurarsi che le velocità di rivestimento lato A/B siano costanti, con una deviazione di velocità <0,5 m/min.

3. Procedure specifiche per la risoluzione dei problemi

Utilizzare un interferometro laser per rilevare il parallelismo tra rulli di rivestimento e rulli di supporto (errore ≤0,02 mm/m).

Controllare la stabilità del segnale del servomotore e del sensore (evitare una deriva del segnale superiore allo 0,5% della scala completa).

3.2Valutazione del foil

Osservazione SEM dei micropori sulla superficie della lamina/spessore dello strato di ossido (deve essere <50 nm).

3.3Test della poltiglia

Tensiometro superficiale per misurare la differenza tra due lati (deve essere <2 mN/m).

3.4 Monitoraggio del processo

Sistema di misurazione dello spessore laser online per il monitoraggio in tempo reale dello spessore del rivestimento (variazione dello spessore CV ≤1%).

Misurazione della densità areale tramite raggi X post-essiccazione (deviazione della consistenza laterale <2%).