Il motivo per cui l'elettrodo dell'anodo della batteria al litio si attacca al rullo

Durante il processo di laminazione e pressatura dei materiali degli elettrodi anodici, si riscontra spesso il problema dell'adesione al rullo. L'adesione dei materiali dell'elettrodo anodico al rullo non solo fa sprecare ore di lavoro e influisce sull'efficienza del lavoro, ma può anche rendere l'elettrodo inutilizzabile, con conseguenti perdite economiche. Pertanto, è molto importante per la produzione e la produzione di batterie al litio analizzare le ragioni dell'adesione dell'elettrodo anodico al rullo e comprendere i problemi. I ricercatori hanno riassunto e analizzato nella pratica le ragioni per cui i materiali degli elettrodi anodici si attaccano al rullo, comprendendo principalmente otto aspetti. Diamo un'occhiata a loro qui sotto.

1. La superficie dell'asse del rullo del laminatoio non è pulita adeguatamente. Poiché la superficie dell'asse del rullo è rivestita con uno strato protettivo quando l'attrezzatura non è in uso, è necessario pulirla prima dell'uso. Se la superficie dell'asse del rullo non è pulita quando si arrotolano i fogli degli elettrodi anodici, è facile che si attacchino al rullo. Alcune aziende produttrici di batterie al litio separano e utilizzano apparecchiature per diversi sistemi e materiali di elettrodi positivi (a base di olio) e anodici (a base di acqua) per evitare l'inquinamento reciproco. Tuttavia, ci sono anche casi speciali in cui i fogli di elettrodi positivi e quelli anodici condividono lo stesso laminatoio e persino la macchina di rivestimento è condivisa da entrambi. La sostituzione frequente dei fogli degli elettrodi positivi e dell'anodo può causare contaminazione incrociata e una facile adesione al rullo.

2. I fogli degli elettrodi dell'anodo non sono completamente asciutti. Se la temperatura del forno non è sufficientemente elevata o la velocità di funzionamento è troppo elevata durante il rivestimento, gli elettrodi potrebbero non raggiungere lo standard di asciugatura. Durante la laminazione dei fogli, se contengono ancora una certa umidità, il legante non può esplicare appieno la sua capacità di legare le varie sostanze. L'adesione tra la grafite dell'elettrodo anodico, il foglio di rame e il legante è debole ed è facile che i fogli aderiscano al rullo durante il processo di deformazione della laminazione. È possibile prendere un pezzo di foglio di elettrodo per pesarlo, quindi metterlo nel forno per un periodo di tempo per la cottura e quindi pesarlo nuovamente. La differenza di peso può essere utilizzata per determinare se l'asciugatura dei fogli di elettrodi durante il rivestimento è soddisfacente.

3. La temperatura del forno è troppo alta e l'elettrodo negativo è troppo secco. Se la temperatura di cottura è troppo alta, il solvente evaporerà troppo velocemente e il legante si volatilizzerà e aderirà alla superficie dell'elettrodo, formando una microstruttura dell'elettrodo con un aumento graduale della concentrazione del legante dalla lamina alla superficie dell'elettrodo. Durante il rotolamento, la forza di adesione superficiale dell'elettrodo negativo è maggiore della forza di adesione tra la lamina e il materiale dell'elettrodo negativo, che è soggetto al fenomeno di adesione al rullo, con conseguente caduta di particelle dal rullo sull'elettrodo. Se durante la laminazione sull'elettrodo è presente materiale appiccicoso lineare, è necessario controllare il forno di asciugatura dell'elettrodo della macchina di rivestimento. È possibile che sull'ugello dell'aria fisso vi siano viti che non sono avvitate o serrate. Diverse impostazioni della frequenza di scarico del forno durante il rivestimento influenzeranno la velocità di evaporazione del solvente sull'elettrodo e la distribuzione del legante, che influenzerà anche la laminazione dell'elettrodo.

4. Se il contenuto di legante nell'impasto liquido è troppo basso, ciò può portare ad un'adesione insufficiente tra i materiali attivi e ad un'adesione insufficiente con la pellicola. Generalmente, SBR e CMC vengono utilizzati sinergicamente come leganti per elettrodi anodici di grafite, con CMC come agente addensante e SBR come legante. Quando il contenuto di CMC e SBR è troppo basso, la grafite e il nerofumo nell'elettrodo anodico non possono essere dispersi uniformemente nell'impasto liquido, provocando l'agglomerazione. L'SBR non riesce a coprire uniformemente la superficie delle particelle di grafite, con conseguente scarsa adesione tra le particelle di grafite nei fogli degli elettrodi, nonché tra le particelle di grafite e la lamina. Durante il rotolamento, le particelle di grafite tendono a staccarsi e ad aderire immediatamente ad altri oggetti. Quando si utilizza un impasto acquoso per elettrodi anodici, è possibile considerare il rapporto tra CMC e SBR, poiché troppo poco può portare a una scarsa adesione.

5. Se il rapporto SBR nel processo di miscelazione non è adatto, ciò può causare l'incollamento del rullo durante la laminazione degli elettrodi. L'SBR utilizzato nelle batterie al litio è un legante a base acqua di lattice di gomma stirene-butadiene. È prodotto mediante polimerizzazione in emulsione e copolimerizzazione di monomeri di stirene e butadiene utilizzando l'acqua come mezzo e aggiungendo emulsionanti e iniziatori. È un'emulsione acquosa con un contenuto di solidi pari a circa il 50%. L'SBR è una sostanza che coesiste con proprietà idrofile e idrofobiche. I gruppi acquosi si legano ai gruppi superficiali del foglio per formare adesione, mentre i segmenti della catena oleosa si legano alla grafite dell'elettrodo dell'anodo per formare adesione, ottenendo l'effetto di legame. Se l'SBR galleggia e appare blu durante la preparazione dell'impasto liquido, ciò causerà una distribuzione non uniforme della concentrazione di SBR dopo il rivestimento, con conseguente scarsa adesione tra il materiale attivo e il foglio. Ciò può facilmente portare all'incollamento del rullo durante il rotolamento.

6. Il tipo di materiale dell'elettrodo anodico può influenzare il processo di laminazione. Rispetto alla grafite naturale, le particelle di grafite artificiale presentano superfici più ruvide, morfologie più appuntite e con angoli invertiti e strutture più irregolari, che le rendono più difficili da bagnare. Quando la grafite artificiale non è completamente dispersa, è più soggetta ad agglomerazione. Questo agglomerato è gelatinoso, può passare attraverso gli schermi e le aree agglomerate dei fogli di elettrodi rivestiti sono più dense, facilitando la sovrapressione e la formazione di appiccicosi puntiformi e perdita di materiale durante la laminazione.

7. Il processo di miscelazione può anche influenzare la laminazione degli elettrodi. La grafite artificiale è difficile da disperdere e durante la preparazione convenzionale dell'impasto liquido umido, l'agitazione ad alta velocità a lungo termine può facilmente rompere la catena molecolare della CMC, con conseguente scarso effetto di dispersione. Aumentare semplicemente la velocità della linea e la proporzione di CMC spesso non produce buoni risultati.

8. Quando si prepara la miscela di elettrodi dell'anodo di grafite artificiale, sia CMC che SBR vengono utilizzati come additivi per garantire la stabilità e le prestazioni di rivestimento dell'impasto liquido. Diversi tipi di CMC possono anche influenzare la microstruttura dei fogli di elettrodi e causare l'adesione del rullo durante la laminazione. Questo perché le sostanze insolubili nella CMC possono formare agglomerati di particelle con piccole particelle di grafite e Super-P, rendendo difficile il passaggio del liquame attraverso i vagli. Ciò può causare molteplici intasamenti nella rete dello schermo, graffi sul rivestimento e incollaggio del rullo durante il rotolamento

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