การพัฒนาเครื่องเคลือบลิเธียม: การเคลือบด้านเดียว→ เคลือบสองด้าน

การเคลือบผิว กระบวนการเป็นกระบวนการที่อยู่บนพื้นฐานของการศึกษาคุณสมบัติของของไหล ซึ่งเกี่ยวข้องกับการเคลือบของเหลวตั้งแต่หนึ่งชั้นขึ้นไปลงบนพื้นผิว โดยทั่วไปพื้นผิวจะเป็นฟิล์มยืดหยุ่นหรือกระดาษรอง จากนั้นน้ำยาเคลือบที่เคลือบจะถูกทำให้แห้งในเตาอบหรือบ่มให้กลายเป็นชั้นฟิล์มพิเศษ

กระบวนการเคลือบอิเล็กโทรดแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนมีลักษณะเฉพาะของตัวเอง:

1) การเคลือบชั้นเดียวสองด้านตามลำดับ เครื่องเคลือบสองด้านส่วนใหญ่ในตลาดก็เคลือบสองด้านเช่นกัน

2) การเคลือบเปียกของสารละลายมีความหนาขึ้น โดยทั่วไปคือ 100 ~ 300μm

3) สารละลายเป็นของไหลที่มีความหนืดสูงที่ไม่ใช่แบบนิวตัน

4) เมื่อเทียบกับผลิตภัณฑ์เคลือบทั่วไป ข้อกำหนดความแม่นยำในการเคลือบอิเล็กโทรดนั้นสูง

5) วัสดุฐานเคลือบคืออลูมิเนียมฟอยล์ หรือฟอยล์ทองแดง มีความหนา 4~30 μm

ในปัจจุบัน อุตสาหกรรมแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนได้ใช้เทคโนโลยีการเคลือบอัดรีดแบบกรีดอย่างกว้างขวางเพื่อผลิตแผ่นอิเล็กโทรดของแบตเตอรี่ เทคโนโลยีการเคลือบแบบอัดขึ้นรูปสามารถรับการเคลือบที่มีความแม่นยำสูง แต่ยังใช้กับการเคลือบของเหลวที่มีความหนืดสูงได้อีกด้วย ในกระบวนการจริง ความสม่ำเสมอ ความเสถียร ขอบ และพื้นผิวของสารละลายเคลือบจะได้รับผลกระทบจากคุณสมบัติทางรีโอโลจีของสารละลายเคลือบ ซึ่งจะกำหนดคุณภาพของการเคลือบโดยตรง นักวิจัยจำนวนมากมุ่งมั่นที่จะศึกษาหน้าต่างการเคลือบโดยการวิเคราะห์ทางทฤษฎี เทคโนโลยีการทดลองการเคลือบ เทคโนโลยีไฟไนต์เอลิเมนต์กลศาสตร์ของไหล และวิธีการวิจัยอื่นๆ หน้าต่างการเคลือบเป็นช่วงการทำงานของกระบวนการซึ่งสามารถเคลือบได้อย่างเสถียรและสามารถเคลือบสม่ำเสมอได้ ซึ่งได้รับผลกระทบจากปัจจัยสามประเภท:

1)ลักษณะเฉพาะของของไหล เช่น ความหนืด µ แรงตึงผิว σ ความหนาแน่น ρ;

2)พารามิเตอร์ทางเรขาคณิตของแม่พิมพ์อัดขึ้นรูป เช่นระยะห่างของการเคลือบ H ขนาดร่องตาย w;

3)พารามิเตอร์กระบวนการเคลือบ เช่น ความเร็วการเคลือบ v อัตราการป้อนสารละลาย Q เป็นต้น

โดยทั่วไป เครื่องเคลือบจะใช้เซอร์โวมอเตอร์ที่มีตัวลดดาวเคราะห์ที่มีความแม่นยำเพื่อขับเคลื่อนลูกกลิ้งเคลือบโดยตรง เซอร์โวมอเตอร์คือการเปลี่ยนสัญญาณอินพุตเป็นการกระจัดเชิงมุมหรือเอาต์พุตความเร็วเชิงมุมของเพลาหมุน และการบังคับเลี้ยวและความเร็วของเพลาหมุนจะเปลี่ยนไปตามทิศทางแรงดันไฟฟ้าและขนาดของสัญญาณ (รูปแบบพัลส์) ดังนั้นความผันผวนของแหล่งจ่ายไฟของเซอร์โวมอเตอร์อาจส่งผลต่อความแม่นยำในการเคลือบด้วย และแหล่งจ่ายไฟวงจรเรียงกระแสไทริสเตอร์เฟสเดียวธรรมดามีความสามารถในการผันผวนสูงมากที่ความเร็วต่ำ ซึ่งจะลดคุณภาพการเคลือบลงอย่างมาก

ในเวลาเดียวกัน ระบบจ่ายสารละลายแบตเตอรี่จะทำให้เกิดความไม่เสถียรในปริมาณการเคลือบ เนื่องจากวาล์วฟีดที่มีความแม่นยำต่ำ ปั๊มไดอะแฟรมนิวแมติก และความดันอากาศที่ไม่เสถียรของปั๊มจะทำให้เกิดการไหลของสารละลายที่ทางเข้าหัวดายและ ความดันไม่เสถียร และอัตราการไหลของสารละลายที่ช่องระบายหัวดายจะเปลี่ยนไป

กล่าวโดยสรุป วัตถุประสงค์หลักของการเคลือบคือการผลิตการเคลือบเสาที่สม่ำเสมอ สภาพการเคลือบที่สม่ำเสมอและเสถียรต้องเป็นไปตามเงื่อนไขต่อไปนี้:

1) คุณสมบัติของสารละลายมีเสถียรภาพ ไม่ตกตะกอน ความหนืด เนื้อหาที่เป็นของแข็งและอื่น ๆ ไม่เปลี่ยนแปลง

2) ปริมาณการป้อนสารละลายมีความเสถียร สร้างสถานะการไหลที่สม่ำเสมอและเสถียรภายในหัวดายหรือบนม้วนเคลือบและม้วนถ่ายโอน

3) กระบวนการเคลือบทำให้เกิดสนามการไหลที่มั่นคงระหว่างหัวดายและลูกกลิ้งเคลือบภายในช่วงของหน้าต่างเคลือบ

4) ฟอยล์สำหรับเดินมีความเสถียร ไม่มีการเลื่อน การสั่นและการพับอย่างรุนแรง: การควบคุมความตึงและการแก้ไข

 ดังนั้นอุปกรณ์เคลือบแผ่นโพลาร์จึงกลายเป็นหนึ่งในอุปกรณ์สำคัญสำหรับการพัฒนาและการผลิตแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่ประสบความสำเร็จ ความแม่นยำในการเคลือบของเครื่องเคลือบนั้นสัมพันธ์กับความหนืดของเพสต์ อุปกรณ์ และกระบวนการเคลือบอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ และคุณภาพของการเคลือบก็เกี่ยวข้องโดยตรงกับคุณภาพของแบตเตอรี่ จากมุมมองของการไหลของกระบวนการ การเคลือบเป็นกระบวนการสำคัญในกระบวนการเตรียมเซลล์ จากมุมมองของมูลค่าอุปกรณ์เป็นกระบวนการสำคัญในกระบวนการเตรียมเซลล์ (ราคาซีรีย์ระดับไฮเอนด์มากกว่า 10 ล้าน ) จากมุมมองของการควบคุมแบบไม่เชิงเส้นเป็นกระบวนการสำคัญในกระบวนการเตรียมเซลล์ ความสม่ำเสมอของการเคลือบ ความสม่ำเสมอ การจัดตำแหน่ง ความเสถียรในการอบ การแพร่กระจายของสารยึดเกาะ ความเสถียรของความหนาแน่นของพื้นผิวมีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับสิ่งนี้ ในขณะเดียวกัน ประสิทธิภาพการเคลือบจะเกี่ยวข้องโดยตรงกับต้นทุน อัตราการผ่าน และตัวชี้วัดเชิงปฏิบัติอื่นๆ

ในสมัยแรกๆเครื่องเคลือบแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน โดยทั่วไปคือการเคลือบด้านเดียว ม้วนฟิล์มขั้วโลกจะดำเนินการสองครั้ง การเคลือบด้าน A ครั้งแรกจะแห้งหลังจากการม้วน และการเคลือบด้าน B ต่อมาผู้ผลิตอุปกรณ์ได้พัฒนาเครื่องเคลือบสองด้านซึ่งส่วนใหญ่เป็นกระบวนการพับ มีการติดตั้งหัวดายเคลือบไว้ที่ทั้งสองด้านของเตาอบเคลือบ เคลือบด้าน A ในด้านหนึ่งก่อน เข้าเตาอบให้แห้ง จากนั้นจึงเคลือบด้าน B บน อีกด้านเข้าเตาอบ 2 ชั้นอีกครั้งให้แห้งแล้วจึงม้วนให้เสร็จสิ้นกระบวนการเคลือบทั้งสองด้าน