¿Cuáles son las funciones, principios y factores que influyen en la prensa rodante?

Laminación se refiere al proceso de compactación de electrodos de baterías de litio revestidos y secos.

El rodamiento aumenta la densidad de energía de las baterías de litio y permite que el aglutinante adhiera firmemente el material del electrodo al colector de corriente, evitando la pérdida de energía debido al desprendimiento del material del electrodo durante el ciclo. Antes de laminar, los electrodos recubiertos deben secarse hasta cierto punto; de lo contrario, el revestimiento se desprenderá del colector de corriente durante el laminado. La cantidad de compactación debe controlarse durante el laminado. La compactación excesiva puede afectar el material del electrodo cerca del colector de corriente, impidiendo la intercalación y desintercalación adecuada de iones de litio-y provocando que el material activo se adhiera firmemente, lo que facilita que se desprenda del colector de corriente. En casos severos, también puede aumentar la plasticidad del electrodo, haciéndolo inadecuado para el bobinado y provocando roturas.

El perfilado es uno de los procesos más críticos en la fabricación de electrodos de baterías de iones de litio-y su precisión afecta significativamente el rendimiento de la batería.

ACEY-HRP100máquina de prensa de rodillo calientees principalmente adecuado para el laminado eléctrico de materiales de baterías en el laboratorio, una pequeña cantidad de materiales metálicos preciosos como oro y plata, y materiales no-ferrosos como cobre y aluminio a una temperatura determinada. El espesor del laminado es ajustable y el funcionamiento es sencillo. Es especialmente adecuado para adelgazar y aumentar la densidad de las placas polares de baterías de litio de materiales de energía limpia.

Los propósitos del perfilado son los siguientes: El perfilado garantiza una superficie del electrodo lisa y plana, evitando cortocircuitos causados ​​por rebabas que perforan el separador y mejorando la densidad de energía. También compacta el material del electrodo recubierto en el colector de corriente, lo que reduce el volumen del electrodo y aumenta aún más la densidad de energía, el ciclo de vida y la seguridad.

El propósito del perfilado es lograr una unión más densa y uniforme entre el material activo y la lámina. El perfilado debe realizarse después del recubrimiento y secado del electrodo; de lo contrario, es fácil que se desprenda el polvo y se desprenda la película.

Los electrodos de la batería son láminas de cobre (o aluminio) recubiertas con partículas de pasta eléctrica por ambos lados. La tira de electrodos de la batería se somete a procesos de recubrimiento y secado antes del perfilado. Antes del laminado, el recubrimiento de pasta eléctrica sobre la lámina de cobre (o lámina de aluminio) es un medio granular semi-fluido y semi-sólido compuesto de partículas o grupos individuales desconectados o débilmente conectados, que exhiben un cierto grado de dispersabilidad y fluidez. La existencia de huecos entre las partículas de pasta eléctrica asegura que durante el laminado, las partículas puedan sufrir pequeños movimientos de desplazamiento para llenar estos huecos, permitiéndoles posicionarse bajo compactación. El laminado de electrodos de batería se puede considerar un proceso de laminado continuo de partículas de pasta eléctrica semi-sólidas en un estado no sellado. Las partículas de pasta eléctrica se adhieren a la lámina de cobre (o lámina de aluminio) y se muerden continuamente en los espacios de los rodillos mediante fricción, luego se compactan rodando en electrodos de batería con una cierta densidad. El principio de rodadura se muestra en la Figura 2.

El laminado de electrodos de batería difiere significativamente del laminado de acero. Durante el laminado de acero, la pieza de trabajo sufre inicialmente una deformación elástica bajo la acción de una fuerza externa. Cuando la fuerza externa aumenta hasta cierto límite, la pieza de trabajo comienza a sufrir deformación plástica. A medida que aumenta la fuerza externa, aumenta la deformación plástica. El propósito del laminado longitudinal en el laminado de acero es lograr el alargamiento. Durante el laminado del acero, las moléculas se extienden longitudinalmente y se ensanchan lateralmente, lo que da como resultado una pieza laminada más delgada pero sin cambios en la densidad. Los electrodos de batería se fabrican recubriendo una suspensión compuesta sobre un sustrato como una lámina de aluminio o cobre. El proceso de laminación compacta las partículas de lodo eléctrico en el electrodo, aumentando su densidad. Una densidad de compactación adecuada puede aumentar la capacidad de descarga de la batería, reducir la resistencia interna y extender su ciclo de vida. Las partículas de la suspensión eléctrica sufren desplazamiento y deformación bajo presión, y la densidad del electrodo cambia con la presión de acuerdo con un patrón determinado, como se muestra en la Figura 3.

En la región I, a medida que aumenta la presión de contacto, las partículas eléctricas de la suspensión comienzan a sufrir un desplazamiento a pequeña-escala, que aumenta gradualmente. En este punto, los espacios entre las partículas de la suspensión eléctrica se llenan gradualmente, lo que se manifiesta específicamente como un aumento lento en la densidad relativa de la tira de electrodo al aumentar la presión de contacto.

En la Región II, después del aumento de densidad-a pequeña escala en la Región I, las partículas de lodo eléctrico continúan llenando los espacios entre ellas a medida que aumenta la presión de contacto. Después de rodar en la Región II, los espacios entre las partículas se comprimen y compactan. Específicamente, la densidad relativa de la tira de electrodo aumenta rápidamente al aumentar la presión de contacto, a un ritmo mucho mayor que en la Región I. Simultáneamente, se produce cierta deformación de las partículas de la suspensión eléctrica en la Región II.

En la Región III, después de llenar los espacios entre las partículas de la suspensión eléctrica en la Región II, las partículas ya no se desplazan. Sin embargo, al aumentar la presión de contacto, las partículas de la suspensión eléctrica comienzan a sufrir grandes deformaciones. En este punto, la densidad relativa de la tira de electrodos ya no aumenta rápidamente al aumentar la presión de contacto; la tira de electrodo se endurece y, por lo tanto, el cambio en la densidad relativa se convierte en una curva plana.

Los cambios en las partículas de lodo eléctrico en el electrodo de la batería durante el proceso de laminación son muy complejos. El aumento de la densidad relativa de las partículas de la suspensión eléctrica se manifiesta principalmente en el desplazamiento de partículas. Este desplazamiento llena los espacios entre las partículas, mientras que una pequeña porción de las partículas se deforma. Posteriormente, debido al aumento de la presión del rodillo, las partículas eléctricas de la suspensión sufren una deformación significativa después de que se llenan los espacios, aunque también se produce algún desplazamiento menor durante esta etapa.

Los problemas de calidad de los electrodos causados ​​por el equipo de laminación de electrodos de batería se reflejan principalmente en la desigualdad del espesor del electrodo después de la laminación. Un espesor inconsistente conduce a una densidad de compactación inconsistente del electrodo de la batería, que es un factor clave que afecta la uniformidad del rendimiento de la batería. La uniformidad del espesor del electrodo incluye la uniformidad del espesor transversal y la uniformidad del espesor longitudinal, como se muestra en la Figura 4. Las causas de la falta de uniformidad del espesor transversal y longitudinal son diferentes.

Los principales factores que influyen en la uniformidad del espesor transversal de la lámina del electrodo son la deformación por flexión de los rodillos, la rigidez de la base del molino, la deformación elástica de los principales componentes que soportan la carga, la presión del rodillo y el ancho de la lámina del electrodo. Durante el funcionamiento del molino, la presión de los rodillos provoca la deformación de los rodillos y la base del molino, lo que finalmente se manifiesta como una deflexión del rodillo, lo que da como resultado una uniformidad de espesor transversal donde la lámina del electrodo es más gruesa en el medio y más delgada en los bordes. Los principales factores que influyen en la uniformidad del espesor longitudinal de la lámina de electrodo son la precisión del mecanizado y la instalación de los rodillos, cojinetes y soportes de cojinetes. Los errores de mecanizado en componentes clave pueden causar fluctuaciones periódicas en la presión del rodillo que actúa sobre la lámina del electrodo durante la rotación del rodillo, lo que resulta en un espesor de compactación desigual en la dirección longitudinal.

Otros factores que afectan la calidad del laminado de láminas de electrodos incluyen dispositivos de control de tensión, dispositivos de alineación, dispositivos de corte y dispositivos de eliminación de polvo. Durante el proceso de laminado, la lámina del electrodo requiere una cierta tensión. Una tensión insuficiente puede provocar arrugas, mientras que una tensión excesiva puede provocar roturas. Los dispositivos de eliminación de polvo garantizan que no aparezcan defectos superficiales causados ​​por impurezas en la superficie de la lámina del electrodo durante el laminado. El dispositivo de corrección y el dispositivo de recorte afectan principalmente a la precisión dimensional de corte de la lámina de electrodo.

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