Podsumuj proces walcowania nabiegunnika i kluczowe elementy sterujące
Aug 29, 2020
1. Proces pracy
Walcowanie elementów biegunowych jest generalnie zakończone prasą dwuwalcową, która składa się z dwóch stalowych walców zagęszczających, silnika i wału napędowego. Prasa rolkowa musi być pokryta cienką warstwą oleju, gdy nie jest używana, aby zapobiec jej rdzewieniu, przed użyciem wytrzeć warstwę oleju absolutnym etanolem i wyczyścić mechanizm zwijania i rozwijania, mechanizm automatycznej korekty, rolki i inne Elementy biegunowe Styk może być zanieczyszczony zanieczyszczeniami. Po przymocowaniu powlekanego nabiegunnika do mechanizmu rozwijającego, nabiegunnik jest prawidłowo przeprowadzany przez szczelinę podwójnych rolek i podłączany do systemu uzwojenia. Po włączeniu trybu walcowania silnik napędza górną i dolną rolkę, aby się obracały w tym samym czasie, a mechanizm zwijający ciągnie nabiegunnik, aby równomiernie przejść przez szczelinę walcowniczą, a na koniec jest dociskany do wymaganej gęstości zagęszczenia.
2. Cel walcowania
Ostatecznym celem walcowania jest uzyskanie nabiegunników spełniających wymagania projektowe. Co spełnia wymagania projektowe? Aby spełnić wymagania projektowe ogniwa, wymagane są odpowiednie parametry nabiegunnika: jaka jest gęstość powierzchniowa, jaka jest gęstość zagęszczenia, jaka jest przyczepność, integralność cząstek, wielkość wypaczenia itp.
Konieczność walcowania: Po powleczeniu i wysuszeniu nabiegunnika wytrzymałość na odrywanie materiału aktywnego i folii kolektora prądu jest bardzo niska. W tym momencie należy go zwinąć, aby zwiększyć siłę wiązania między materiałem aktywnym a folią. Zapobiegaj złuszczaniu podczas zanurzania elektrolitu i użytkowania baterii.
3. Problemy i rozwiązania w procesie walcowania
1). Biegun jest złamany
W procesie zwijania nabiegunnika często dochodzi do nagłego złamania go podczas chodzenia. Pęknięcie wpływa nie tylko na wydajność pracy, ale także utrudnia późniejsze procesy rozcinania i nawijania. Są ku temu dwa powody:
① Podczas procesu powlekania, jeśli na powierzchni nabiegunnika pojawią się nierówne tekstury, takie jak małe cząstki, małe cząstki zostaną ściśnięte w kierunku taśmy foliowej, gdy zostaną dociśnięte przez dwa wałki podczas procesu walcowania. Bardziej miękkie cząsteczki mogą być kruszone na proszek, a następnie odpada. Twarde cząsteczki ściskają taśmę foliową, powodując jej zerwanie lub nawet pęknięcie.
② Podczas procesu powlekania, jeśli gęstość powierzchni nabiegunnika jest różna, jeden element zostanie przewalcowany, a drugi podwalinowany podczas procesu walcowania. W trakcie nabiegunnika, jeśli kontrola naprężenia jest taka sama, część materiału pod napięciem odpadnie lub nawet folia zostanie zerwana w miejscu, w którym nacisk walcowania jest niewystarczający. Kontrolowanie napięcia uzwojenia i zapobieganie spadaniu dużych cząstek zanieczyszczeń na powierzchnię nabiegunnika może skutecznie zmniejszyć pękanie nabiegunnika.
2). Biegun poważnie się wypaczył
Po zwinięciu nabiegunnika czasami nabiegunnik będzie wykazywał stosunkowo duże zjawisko wewnętrznego wklęsłości i zewnętrznego wypukłości, które nie sprzyja rozcięciu i zwijaniu się nabiegunnika. Ważnym problemem w procesie powlekania jest GG, grube krawędzie GG, które jest ważną przyczyną wypaczenia nabiegunnika po walcowaniu. Ponieważ grubość krawędzi jest o kilka mikrometrów lub więcej niż dziesięć mikrometrów większa niż część środkowa, gdy nacisk walca jest przyłożony do nabiegunnika, obszar o dużej grubości krawędzi ma większą siłę toczenia, co prowadzi do niespójnego poziomu gęstość zagęszczenia walca nabiegunnika. Po zwinięciu nabiegunnika wypaczenie jest poważne, co również niekorzystnie wpłynie na późniejszy proces cięcia. Aby kontrolować wypaczenie, kluczem jest kontrola jakości powłoki nabiegunnika. Kontrolując napięcie powierzchniowe zawiesiny, ciśnienie pompy, prędkość taśmy, nacisk walców i inne parametry, można skutecznie zmniejszyć wypaczenie nabiegunnika. Oczywiście pod warunkiem spełnienia wymagań projektowych.
3). Pozioma i pionowa grubość nabiegunnika jest różna
Kierunek poziomy: w procesie walcowania nabiegunników, grubość nabiegunników lewej i prawej jest często nierównomierna. Gdy grubość lewej i prawej nabiegunnika jest niespójna, należy najpierw wyeliminować wpływ procesu powlekania nabiegunnika. Gdy grubość rozwiniętego nabiegunnika jest taka sama po lewej i prawej stronie testu, nacisk walcowania należy wyregulować w lewo i w prawo, aby zapewnić zwijanie nabiegunnika. Gęstość zagęszczenia jest taka sama po lewej i po prawej stronie. Podczas procesu walcowania, nabiegunniki powinny być regularnie testowane, aby zapobiec zmianie ciśnienia podczas procesu walcowania.
Wzdłużne: Czasami po zwinięciu nabiegunnika grubość badanego elementu nabiegunowego spełnia wymagania, ale grubość ponownie wzrasta podczas rozcinania. Na tym polega zjawisko odbicia bieguna. Po pierwsze, nabiegunnik odbija się, ponieważ w nim jest więcej wody, ale prędkość toczenia jest zbyt duża. Problem odbicia nabiegunnika można rozwiązać, stosując technologię walcowania na gorąco i kontrolując prędkość toczenia. Zalety gorących walców to:
①Usuń wilgoć z wnętrza elementu biegunowego
② Zmniejszyć odbicie materiału nabiegunnika po przetoczeniu.
③Ponieważ nabiegunnik jest w stanie stopionym podczas ogrzewania, walcowanie na gorąco może zwiększyć przyczepność między materiałem aktywnym a płynem
④ Zmniejszyć wewnętrzne naprężenie nabiegunnika, ponieważ podczas cięcia wzdłużnego i sztancowania zmniejsza się negatywny efekt uwolnienia wewnętrznego naprężenia nabiegunnika
⑤ Zmniejszenie odporności na odkształcenie elementów biegunowych akumulatora jest korzystne dla zwiększenia wchłaniania cieczy przez materiał aktywny.
4). Biegun ma poważne faliste krawędzie
Po pokryciu nabiegunnika część folii miedzianej i aluminiowej jest odsłonięta oprócz materiału aktywnego. Po zwinięciu nabiegunnika na krawędzi odsłoniętej folii miedzianej i aluminiowej pojawia się gęstszy wzór fali. Wystąpienie tego zjawiska wpłynie na uzwojenie, prasowanie na gorąco, zgrzewanie zakładek i inne procesy akumulatora i należy je wyeliminować. Powodem falistej krawędzi jest to, że folia miedziana i folia aluminiowa są wykonane z bloków miedzianych i aluminiowych poprzez wytłaczanie i arkusze, które mają dobrą obrabialność i plastyczność metalu. Gdy nabiegunnik jest w trakcie toczenia, substancje żywe są wzajemnie ściskane, a na folię miedzianą i aluminiową wywierany jest pewien nacisk, co powoduje pewien stopień rozciągnięcia. Podczas walcowania część bez powłoki z substancji żywej nie rozciąga się, natomiast biegun z substancją żywą jest rozciągany pod działaniem nacisku rolek. Różne rozciągnięcia tworzą faliste zmarszczki na krawędzi paska folii i równoległe fale. Ślad jest prostopadły do kierunku ruchu paska folii. Materiał aktywny przyczepiony do pomarszczonej taśmy foliowej jest podatny na pęknięcia, nierówności lub odpadanie. Rozsądnie zaprojektowana gęstość powierzchni powłoki i zagęszczenie walców mogą zmniejszyć występowanie krawędzi fal na biegunach. Ponadto nierówne rolki mogą również powodować faliste krawędzie.
Ponadto występują pewne błędy operacyjne, takie jak skrobanie podczas pomiaru grubości nabiegunnika, a punkty problemowe nie są zaznaczane w czasie, a inne błędy ludzkie można rozwiązać, wzmacniając szkolenie i podnosząc świadomość.
4. Wpływ procesu walcowania na akumulatory
1). Wpływ stanu walcowania na stan obróbki nabiegunnika
Idealnym stanem nabiegunnika po walcowaniu jest to, że powierzchnia nabiegunnika jest płaska, połysk pod światłem jest stały, półfabrykat nie ma wyraźnych fal, a nabiegunnik nie wykazuje dużego stopnia wypaczenia. Jednak sprawność operacyjna i warunki pracy sprzętu w rzeczywistej produkcji mogą powodować pewne problemy. Najbardziej bezpośredni wpływ ma wpływ na rozcinanie nabiegunnika, szerokość rozcinanego nabiegunnika jest nierówna, a nabiegunnik wygląda na zadziorów; wynik walcowania wpływa na uzwojenie nabiegunnika, a poważne wypaczenie spowoduje nabiegunnik i membranę podczas procesu nawijania nabiegunnika. Powstają większe szczeliny, a niektóre części wielowarstwowej membrany zostaną nałożone po prasowaniu na gorąco, co staje się punktem koncentracji naprężeń i wpływa na działanie ogniwa.
2). Wpływ stanu toczenia na osiągi ogniwa
Kilka typowych problemów w procesie walcowania to: ① Grubość nabiegunnika jest nierówna. Niespójna grubość oznacza, że gęstość żywych materiałów jest niespójna, a współczynniki transmisji i przewodzenia jonów litu i elektronów w nabiegunniku będą różne. Gdy gęstość prądu jest różna, łatwo jest spowodować wytrącanie się litu dendrytycznego, co ma negatywny wpływ na działanie ogniwa akumulatora. Ponadto, gdy grubość nabiegunnika jest różna, rezystancja styku między materiałem aktywnym a kolektorem prądu jest również inna. Im grubszy element biegunowy, tym większy opór wewnętrzny i poważniejsza polaryzacja baterii, która wpływa na pojemność ogniwa. ② Na biegunie występuje przepięcie. Ponieważ grubość jest zbyt gruba w niektórych miejscach podczas powlekania, po walcowaniu może wystąpić nadciśnienie. Cząstki materiału pod napięciem są przerywane w miejscu przepięcia, a kontakt między cząstkami materiału pod napięciem jest bliski. Podczas procesu ładowania i rozładowywania ogniwa przewodnictwo elektroniczne wzrasta, ale kanał ruchu jonów ulega zmniejszeniu lub zablokowaniu, co nie sprzyja rozwojowi pojemności i polaryzacji podczas procesu rozładowania. Większy, napięcie spada, a pojemność spada. Jednocześnie przepięcie wpływa na efekt infiltracji elektrolitu, a także ma duży wpływ na wydajność ogniwa.
5. Podsumowanie
Na proces produkcji baterii litowo-jonowych wpływa wiele czynników. Po rozwiązaniu problemów procesowych, które mogą wystąpić w każdym procesie, bezpośrednio ograniczy marnotrawstwo materiałów produkcyjnych oraz poprawi jakość i wydajność kolejnych procesów montażu, wtrysku, pakowania i innych. Popraw jakość i spójność produktu końcowego, zmniejsz koszty produkcji, a następnie zwiększ konkurencyjność produktów akumulatorów litowo-jonowych na rynku.