1. Əsas proses prinsipi
Batareya elektrodlarının hazırlanmasında, ultrasəs atomizasiya püskürtmə prosesi 4 əsas addımda bölünə bilər:
1.1 Elektrod slamının hazırlanması: Aktiv materialları (məsələn, Lifepo₄ hissəcikləri), bağlayıcılar (məsələn, PVDF kimi), silir (məsələn, karbon qara kimi) süpürgələri (məsələn, NMP kimi), "xammal" sıçrayışı "70%)
1.2 Slurry Çatdırılma və Atomizasiya: Slurry, dəqiq bir infuziya nasosu vasitəsilə ultrasəs atomizasiyasına çatdırılır. Atomizasiya başçısının piezoelektrik vibratoru şiddətlə şiddətlə yüksək səviyyəli bir elektrik siqnalının (adətən 20KHz - 100 khz), diametri 1 - 30 mikronla tənzimləyən kiçik damlalara (tezliklə tənzimlənə bilər.
Dropletlərin yönləndirilməsi: Atom edilmiş slurry damlaları, hərəkətli bir qazo sətir səthinə dəqiq püskürtülü olan sabit bir sprey şüası meydana gətirən bir daşıyıcı qaz (quru hava, azot) tərəfindən idarə olunur (cari kolleksiyaçı ümumiyyətlə bir konveyer tərəfindən davamlı olaraq nəql olunur).
1.4 örtük formalaşması və qurutma: Damcılar tez bir zamanda bir örtük yaratmaq üçün cari kollektorun səthində sürətlə yayılır və sigorta, sonra qurutma kanalını (həlledicini silmək üçün) daxil edin, nəticədə müəyyən bir qalınlıqla bir elektrod örtüyü (ümumiyyətlə 5 - 200 mikron) təşkil edir.
2. Ənənəvi elektrod örtük texnologiyası ilə müqayisədə əsas üstünlüklər
Batareya elektrod istehsalında, ənənəvi texnologiyalar (bıçaq örtükləri və yarıq örtük kimi) zəif örtüklü vahidlik, yüksək maddi tullantı və yüksək keyfiyyətli və yüksək bərk məzmunlu slusry kimi zəif uyğunlaşma kimi problemlərə malikdir. Ultrasonik atomizasiyanın püskürməsinin üstünlükləri xüsusilə görkəmlidir:
Maddə | Ultrasəs spreyi | Adi həkimə bıçaq / yuva örtüyü |
Kaplama vahidliyi | Damcılar yaxşıdır və cəmlənir, örtüklü qalınlıq sapması ± 1% -də idarə edilə bilər və "kənar qalınlaşması" və "pinholes" kimi qüsurlar yoxdur | Slusry viskozity, qalınlıq sapmasının dalğalanmasına həssasdır, ümumiyyətlə ± 5% - 10%, material asanlıqla kənarda toplanır |
Maddi istifadə | Damcılar çox yönlüdür, demək olar ki, sürüşmədən azaddır və istifadə nisbəti 85% -ə çatır (aktiv materialların dəyəri yüksəkdir, buna görə bu üstünlük əhəmiyyətlidir) | Slurri qalmaq və damlamaq və istifadə nisbəti yalnız 50% -dir - 70% |
Örtük qalınlığına nəzarət | Ultra - İncə örtüklər (1 mikrona qədər) davamlı tənzimlənən qalınlığı, yüksək enerji sıxlığı batareyaları üçün uyğun olan (incə örtüklər ion diffuziya yollarını qısaldılmış) | Ultra hazırlamaq çətindir - nazik örtüklər <10 mikron və qalınlıq tənzimləmə aralığı dardır |
Slurry Uyğunluq | Yüksək qatı məzmun (> 60%), yüksək özlülük (> 1000cp) slurries, həlledici istifadəni azalda bilər (daha ətraflı) | Yüksək qatı məzmun / yüksək özlülük slürrəsinə zəif uyğunlaşma, örtük portunu tıxandırmaq asandır |
Cari Kolleksiyaçıya Zərər | Heç bir mexaniki əlaqə (atomizer rəhbəri cari kolleksiyaçıya uyğun deyil), son dərəcə nazik cərəyan kollektorlar üçün (məsələn, 6 mm-dən aşağı olan mis folqa) uyğun deyil | Kazıma, nazik cari kollektoru asanlıqla cızmaq mümkün olan cari kollektorla birbaşa təmasdadır. |
Batareyalar sahəsində ultrasəs atomizasiyasının püskürməsinin tətbiqi laboratoriyadan böyük - miqyaslı istehsal və əsas ssenarilərə aşağıdakılar daxildir:
3.1 litium - ion batareya elektrod örtüyü
Pozitiv elektrod: Ternary materialları (NCM), litium dəmir fosfat (LFP) və s. (LFP) və s. Bu tip materialın bərabərliyini örtmək üçün olduqca yüksək tələblərə malikdir, əks halda qeyri-bərabər yerli reaksiyalar səbəbindən termal qaçışa səbəb olmaq asandır.
Mənfi elektrod: örtük qrafiti və silikon - Mis folqa səthindəki əsaslı materiallar (silikon - əsaslı mənfi elektrodlar genişlənir və vahid örtüklər dövriyyə zamanı yırtığı azalda bilər).
Üstünlüklər: elektrod səthinin sıxlığının ardıcıllığını yaxşılaşdırın (səth sıxlığı sapması <1%), batareyanın doldurulması və axıdılması zamanı "polarization fenomeni" ni azaldın və dövrü uzatma zamanı (20%) 30% artırıla bilər.
3.2 Yanacaq hüceyrə katalizatoru qat örtüyü
Yanacaq hüceyrələrinin əsas komponenti (məsələn, hidrogen yanacaq hüceyrələri kimi), "Membran elektrodu (mea)", Platinum ilə örtülməlidir - Proton Exchange membranlarının səthindəki əsas katalizatorlar (son dərəcə bahalıdır). Ultrasonik Atomization Spraying, katalizator slusry (platin hissəcikləri dağılması) 5 - 10 mikron damlacıqları, vahid qalınlığı (± 0.5 mikron) olan bir katalizator qatını təşkil edən və platin istifadəsi nisbəti yüzdə 60% -ə qədər artır (ənənəvi metod yalnız 30%), dəyəri xeyli azaldır.
3.3 bərk - Dövlət Batareya Elektrolit örtüyü
Bərklərin elektroliti - Dövlət batareyaları (məsələn, sulfid və oksid bərk elektrolitlər) elektrod səthində davamlı incə təbəqə (1 - 5 mikron) meydana gətirməlidir. Ultrasonik Atomization Spraying, ənənəvi örtüyün "təzyiq ziyanını" çəkə bilər, elektrolit təbəqəsinin çatlaqdır və ion keçiriciliyinin səmərəliliyini yaxşılaşdırın.