1. Прынцып асноўнага працэсу
Пры падрыхтоўцы электродаў батарэі працэс ультрагукавой распылення распылення можа быць падзелены на 4 ключавыя этапы:
1.1 Падрыхтоўка завісі электрода: змешваем актыўныя матэрыялы (напрыклад, часціцы Lifepo₄), злучныя (напрыклад, PVDF), праводныя рэчывы (напрыклад, вугляродныя чорныя) са растваральнікамі (напрыклад, NMP), каб зрабіць раўнамерную завісь (цвёрдае ўтрыманне звычайна 40%- 70%) у якасці распылення "сырой матэрыялы".
1.2 Дастаўка і распыленне завісі: завісь дастаўляецца да ультрагукавой галоўкі распылення праз дакладную інфузійную помпа. П'езаэлектрычны вібратар галоўкі распылення гвалтоўна вібруе пры ўзбуджэнні высокага - электрычнага сігналу частоты (звычайна 20 кГц - 100 кГц), разбіваючы завісь на малюсенькія кроплі з дыяметрам 1 - 30 мкм (памер кропель можа быць адрэгуляваны па частаце: чым вышэй, частота, чым выкладчыкі кроплі).
1.3 Накіравальная дастаўка кропель: распыленыя кропель завісі прыводзяцца ў аб'ём газу носьбіта (напрыклад, сухога паветра, азот), утвараючы стабільны прамень для распылення, які дакладна распыляецца на паверхню рухомага калекцыянера (бягучы калекцыянер звычайна пастаянна транспартуецца з дапамогай бягучага навядзення).
1.4 Фарміраванне і высыханне пакрыцця: кроплі хутка распаўсюджваюцца і зліваюцца на паверхні бягучага калекцыянера, утвараючы бесперапыннае пакрыццё, а затым увядзіце канал сушкі (для выдалення растваральніка), у канчатковым выніку ўтвараючы пакрыццё электродаў з пэўнай таўшчынёй (звычайна 5 - 200 мкм).
2. Асноўныя перавагі ў параўнанні з традыцыйнай тэхналогіяй пакрыцця электродаў
У вытворчасці батарэі электроды ў традыцыйных тэхналогіях (напрыклад, пакрыццё ляза і пакрыццё шчыліны) маюць такія праблемы, як раўнамернасць дрэннай пакрыцця, высокія матэрыяльныя адходы і слабая адаптацыя да высокай глейкасці/высокага цвёрдага запраўкі ўтрымання. Перавагі ультрагукавога распылення распылення асабліва прыкметныя:
Прадмет | Ультрагукавы спрэй | Звычайнае лязо / пакрыццё лекара / слот |
Раўнамернасць пакрыцця | The droplets are fine and concentrated, the coating thickness deviation can be controlled within ±1%, and there are no defects such as "edge thickening" and "pinholes" | Адчувальны да ваганняў глейкасці завісі, адхіленне таўшчыні звычайна ± 5%- 10%, а матэрыял лёгка назапашваецца на краі |
Выкарыстанне матэрыялаў | Кроплі вельмі накіраваныя, амаль без дрэйфу, а хуткасць выкарыстання дасягае 85% - 95% (кошт актыўных матэрыялаў высокая, таму гэтая перавага важная) | Завісі лёгка застацца і капаць, а ўзровень выкарыстання складае ўсяго 50%- 70% |
Кантроль таўшчыні пакрыцця | Ультра - тонкія пакрыцці (уніз да 1 мікрон) могуць быць дасягнуты пры пастаянна рэгуляванай таўшчыні, прыдатнай для батарэй высокай энергіі (тонкія пакрыцці скарачаюць дыфузійныя шляхі іёнаў) | Цяжка прыгатаваць ультра - тонкія пакрыцці <10 мкм, а дыяпазон рэгулявання таўшчыні вузкі |
Прыдальнасць завісі | Можа справіцца з высокім цвёрдым утрыманнем (> 60%), высокай глейкасцю (> 1000cp), зніжэнні выкарыстання растваральніка (больш экалагічна чыстым) | Дрэнная адаптасць да высокага цвёрдага ўтрымання/высокай глейкасці завісі, лёгка закаркаваць порт пакрыцця |
Пашкоджанне цяперашняга калекцыянера | Ні адзін механічны кантакт (галава распыляльніка не звяртаецца да бягучага калекцыянера), прыдатны для надзвычай тонкіх калекцыянераў току (напрыклад, медная фальга ніжэй 6 мкм) | Скрапер знаходзіцца ў непасрэдным кантакце з бягучым калекцыянерам, які можа лёгка падрапаць тонкі калекцыянер. |
Прымяненне ультрагукавога распылення распылення ў галіне батарэй перамясцілася з лабараторыі ў вялікую - маштабную вытворчасць, а асноўныя сцэнарыі ўключаюць:
3.1 Літый - Пакрыццё электрода іённага батарэі
Станоўчы электрод: пакрыццёвыя матэрыялы пакрыцця (NCM), фасфат жалеза літыя (LFP) і г.д. на паверхні алюмініевай фальгі, асабліва падыходзіць для высокага - нікелявага турніру (напрыклад, NCM811) - Гэты тып матэрыялу мае надзвычай высокія патрабаванні да раўнамернасці пакрыцця, інакш лёгка выклікаць цеплавое ўцёкі з -за няроўных мясцовых рэакцый.
Адмоўны электрод: графіт пакрыцця і крэмній - Матэрыялы на паверхні меднай фальгі (крэмній - на аснове негатыўных электродаў лёгка пашырацца, а раўнамернае пакрыццё можа паменшыць разрыў падчас цыркуляцыі).
Перавагі: Палепшыце ўзгодненасць шчыльнасці паверхні электрода (адхіленне шчыльнасці паверхні <1%), памяншаюць "феномен палярызацыі" падчас зарадкі і разгрузкі акумулятара, а таксама падоўжыць тэрмін службы цыкла (можна павялічыць на 20%- 30%).
3.2 Пакрыццё для каталізатара паліўных элементаў
Асноўны кампанент паліўных элементаў (напрыклад, вадародныя паліўныя элементы), "мембранны электрод (MEA)", павінен быць пакрыты плацінавымі каталізатарамі на паверхні мембран пратонаў (надзвычай дарагі). Ультрагукавое распыленне распылення можа распыліць каталізатар завісі (дысперсія плацінавых часціц) на 5 - 10 мікронных кропель, утвараючы каталізатар пласта з аднастайнай таўшчынёй (± 0,5 мкрона), а хуткасць выкарыстання плаціны павялічваецца да больш чым 60%(традыцыйны метад толькі 30%- 40%), які значна адкідвае кошт.
3.3 Цвёрдая - Дзяржаўнае электралітнае пакрыццё батарэі
Электраліт цвёрдых - стану батарэі (напрыклад, сульфід і аксід цвёрдых электралітаў) павінны ўтвараць суцэльны тонкі пласт (1 - 5 мкм) на паверхні электрода. Ультрагукавое распыленне распылення можа пазбегнуць "пашкоджання ціску" традыцыйнага пакрыцця, пераканайцеся, што электралітны пласт расколіны - бясплатна і павышае эфектыўнасць праводнасці іёнаў.