Das Prinzip und die Funktion der Batterieelektroden-Kalandermaschine

Lithium-Ionen-Batterien werden häufig verwendet verschiedene Bereiche, wie Elektrofahrzeuge, Unterhaltungselektronik, Energiespeicherung und Luft- und Raumfahrt. Die Leistung und Qualität von Lithium-Ionen-Batterien hängt davon ab die Elektrodenmaterialien und deren Verarbeitungsmethoden. Einer der Schlüsselprozesse Bei der Elektrodenherstellung handelt es sich um das Kalandrieren, also die Verdichtung der Elektrodenaufschlämmung, die durch ein Walzenpaar auf die Stromkollektorfolie aufgetragen wird. Durch Kalandrieren können Dichte, Leitfähigkeit, Haftung und mechanische Eigenschaften verbessert werden Festigkeit der Elektrode sowie eine Verringerung der Dicke und Porosität. Allerdings hat das Kalandrieren auch einige Nachteile, wie z. B. Rissbildung, Delaminierung, Stressanhäufung und Kapazitätsverlust. Daher ist es wichtig zu optimieren die Kalandrierparameter und wählen Sie die entsprechende Ausrüstung für verschiedene aus Elektrodentypen und Spezifikationen.

Eine Batterie-Elektroden-Kalandermaschine(Walzpressmaschine)ist ein Gerät, das besteht aus zwei oder mehr Walzen, die sich gegenläufig drehen und auftragen Druck auf das durchströmende Material ausüben. Es gibt verschiedene Arten von Kalandermaschinen, wie Zweiwalzen-, Dreiwalzen-, Vierwalzen- und Mehrwalzenmaschinen Kalender. Unter diesen ist der Zweiwalzenkalander der am häufigsten verwendete Kalandrieren von Lithium-Ionen-Batterieelektroden. Ein Zweiwalzenkalander hat zwei Zylinderrollen mit einstellbarem Spalt und Druck. Die Elektrodenfolie wird zugeführt in den Spalt eingeschoben und durch die Walzen verdichtet. Die Dicke und Dichte der Die Elektrode kann durch Einstellen des Abstands und des Drucks gesteuert werden.

Der Anwendungsbereich der Zweiwalze Die Kalandriermaschine für Lithium-Ionen-Batterieelektroden hängt von mehreren Faktoren ab Faktoren wie Elektrodenmaterial, Beschichtungsmethode, Schichtdicke, Rollenmaterial, Rollendurchmesser, Rollengeschwindigkeit und Rollentemperatur. Generell ist die Zweiwalzen-Kalandermaschine für Elektroden geeignet mit mäßiger Beschichtungsdicke (10–50 Mikrometer), hoher Dichte (1,5–2 g/cm3) und geringe Porosität (30-40 %). Das Walzenmaterial sollte hart und glatt sein, wie z Stahl oder verchromter Stahl. Der Rollendurchmesser sollte groß genug sein Vermeiden Sie eine übermäßige Biegebeanspruchung der Elektrodenfolie. Die Rollengeschwindigkeit sollte auf die Vorschubgeschwindigkeit abgestimmt sein, um ein Verrutschen oder Reißen zu vermeiden. Die Walze Die Temperatur sollte bei Raumtemperatur oder etwas höher gehalten werden, um dies zu vermeiden thermische Ausdehnung oder Kontraktion der Elektrode.

Das Funktionsprinzip der Zweiwalze Die Kalandermaschine für Lithium-Ionen-Batterieelektroden basiert auf der Theorie der elastisch-plastischen Verformung. Wenn die Elektrodenfolie in den Spalt gelangt zwischen den Rollen erfährt es zunächst eine elastische Verformung, das heißt Das Nach dem Entladen kann es seine ursprüngliche Form wiedererlangen. Wenn der Druck zunimmt, die Elektrodenfolie erreicht ihre Fließgrenze und erfährt eine plastische Verformung, Das bedeutet, dass es nach dem Entladen eine gewisse bleibende Verformung beibehält. Der Durch plastische Verformung kann die Dicke verringert und die Dichte erhöht werden Elektrode. Wenn der Druck jedoch zu hoch ist, kann es zu irreversiblen Schäden kommen Beschädigung der Elektrodenstruktur und -eigenschaften, wie z. B. Rissbildung, Delamination oder Kapazitätsverlust.

Die Ausrüstungsfunktion der Batterieelektroden Kalandermaschine für Lithium-Ionen-Batterieelektroden besteht darin, die zu verbessern Leistung und Qualität der Elektroden durch Optimierung ihrer physikalischen Eigenschaften Parameter. Durch den Einsatz einer Zweiwalzen-Kalandermaschine kann Folgendes erreicht werden:

- Höhere Dichte: Das Kalandrieren kann zunehmen die Packungsdichte der Aktivmaterialpartikel und reduzieren den Hohlraum zwischen ihnen. Dies kann die Leitfähigkeit, Kapazität und Lebensdauer verbessern der Elektrode.

- Geringere Dicke:Durch Kalandrieren kann die Reduzierung reduziert werden Dicke der Elektrode und erhöhen ihre spezifische Kapazität (Kapazität pro Flächeneinheit). Dadurch können Gewicht und Volumen der Batterie reduziert und verbessert werden seine Energiedichte.

- Bessere Haftung: Durch Kalandrieren kann die Haftung verbessert werden die Haftung zwischen der Aktivmaterialschicht und der Stromkollektorfolie, sowie zwischen verschiedenen Schichten der Elektrode (z. B. Bindemittel, leitfähiges Additiv und Separator). Dadurch kann die mechanische Festigkeit verbessert werden und Stabilität der Elektrode.

- Gleichmäßige Porosität: Kalandrieren kann entstehen eine gleichmäßige Porenverteilung in der Elektrode, die das erleichtern kann Elektrolytinfiltration und Ionentransport. Dies kann die Rate verbessern Leistung und Sicherheit der Batterie.