1. Egwyddor y Broses Graidd
Wrth baratoi electrodau batri, gellir rhannu'r broses o chwistrellu atomization ultrasonic yn 4 cam allweddol:
1.1 Paratoi slyri electrod: Cymysgwch ddeunyddiau gweithredol (fel gronynnau Lifepo₄), rhwymwyr (fel PVDF), asiantau dargludol (fel carbon du) gyda thoddyddion (fel NMP) i wneud slyri unffurf (cynnwys solet fel arfer yw 40%- 70%) fel deunyddiau crwydr chwistrell ".
1.2 Dosbarthu ac Atomization Slyri: Mae'r slyri yn cael ei ddanfon i'r pen atomization ultrasonic trwy bwmp trwyth manwl. Mae dirgrynwr piezoelectric y pen atomization yn dirgrynu'n dreisgar o dan gyffro signal trydanol amledd uchel (20khz - 100khz fel arfer), gan dorri'r slyri yn ddefnynnau bach gyda diamedr o 1 - 30 micron (gellir cadarnhau maint y defnyn).
1.3 Dosbarthu defnynnau cyfeiriadol: Mae'r defnynnau slyri atomedig yn cael eu gyrru gan nwy cludwr (fel aer sych, nitrogen) i ffurfio trawst chwistrell sefydlog, sy'n cael ei chwistrellu'n gywir ar wyneb y casglwr cerrynt symudol (mae'r casglwr presennol fel arfer yn cael ei gludo'n barhaus gan gludfelt).
1.4 Ffurfio a Sychu cotio: Mae'r defnynnau'n lledaenu'n gyflym ac yn ffiwsio ar wyneb y casglwr cyfredol i ffurfio gorchudd parhaus, ac yna mynd i mewn i'r sianel sychu (i gael gwared ar y toddydd), gan ffurfio gorchudd electrod yn y pen draw gyda thrwch penodol (5 - 200 micron fel arfer).
2. Manteision Craidd O'i gymharu â Thechnoleg Gorchuddio Electrode Traddodiadol
Mewn gweithgynhyrchu electrod batri, mae technolegau traddodiadol (fel cotio llafn a gorchudd hollt) yn cael problemau fel unffurfiaeth cotio gwael, gwastraff deunydd uchel, a gallu i addasu gwan i gludedd uchel/slyri cynnwys solet uchel. Mae manteision chwistrellu atomization ultrasonic yn arbennig o amlwg:
Heitemau | Chwistrell ultrasonic | Llafn meddyg confensiynol / cotio slot |
Unffurfiaeth cotio | Mae'r defnynnau'n iawn ac wedi'u crynhoi, gellir rheoli'r gwyriad trwch cotio o fewn ± 1%, ac nid oes unrhyw ddiffygion fel "tewychu ymylon" a "pinholes" | Yn agored i amrywiad gludedd slyri, mae gwyriad trwch fel arfer yn ± 5%- 10%, ac mae'n hawdd cronni deunydd ar yr ymyl |
Defnydd deunydd | Mae'r defnynnau'n gyfeiriadol iawn, bron yn rhydd o ddrifft, ac mae'r gyfradd defnyddio yn cyrraedd 85% - 95% (mae cost deunyddiau gweithredol yn uchel, felly mae'r fantais hon yn arwyddocaol) | Mae'r slyri yn hawdd aros a diferu, a dim ond 50%- 70%yw'r gyfradd defnyddio |
Rheoli Trwch Gorchudd | Ultra - Gellir cyflawni haenau tenau (i lawr i 1 micron) gyda thrwch y gellir ei addasu'n barhaus, sy'n addas ar gyfer batris dwysedd ynni uchel (mae haenau tenau yn byrhau llwybrau trylediad ïon) | Mae'n anodd paratoi ultra - haenau tenau <10 micron, ac mae'r ystod addasu trwch yn gul |
Gallu i addasu slyri | Yn gallu trin cynnwys solet uchel (> 60%), gludedd uchel (> 1000cp) slyri, lleihau'r defnydd o doddydd (sy'n fwy cyfeillgar i'r amgylchedd) | Addasrwydd gwael i gynnwys solet uchel/slyri gludedd uchel, yn hawdd ei glocsio'r porthladd cotio |
Niwed i'r casglwr cyfredol | Dim cyswllt mecanyddol (nid yw'r pen atomizer yn cysylltu â'r casglwr cyfredol), sy'n addas ar gyfer casglwyr cerrynt tenau iawn (fel ffoil copr o dan 6μm) | Mae'r sgrafell mewn cysylltiad uniongyrchol â'r casglwr cyfredol, a all grafu'r casglwr cerrynt tenau yn hawdd. |
Mae cymhwyso chwistrellu atomization ultrasonic ym maes batris wedi symud o'r labordy i gynhyrchu graddfa fawr -, ac mae'r senarios craidd yn cynnwys:
3.1 lithiwm - cotio electrod batri ïon
Electrode positif: Deunyddiau teiran cotio (NCM), ffosffad haearn lithiwm (LFP), ac ati ar wyneb ffoil alwminiwm, yn arbennig o addas ar gyfer teiran uchel - nicel (megis NCM811) - Mae gan y math hwn o ddeunydd ofynion uchel iawn ar gyfer unffurfiaeth cotio, fel arall mae'n hawdd achosi ffo thermol oherwydd ymatebion lleol anwastad.
Electrode Negyddol: Graffit cotio a silicon - Deunyddiau wedi'u seilio ar wyneb ffoil copr (mae electrodau negyddol wedi'u seilio ar silicon - yn hawdd eu hehangu, a gall cotio unffurf leihau rhwyg yn ystod cylchrediad).
Manteision: Gwella cysondeb dwysedd wyneb electrod (gwyriad dwysedd arwyneb <1%), lleihau'r "ffenomen polareiddio" yn ystod gwefru a rhyddhau batri, ac ymestyn oes y beicio (gellir ei gynyddu 20%- 30%).
3.2 Gorchudd Haen Catalydd Cell Tanwydd
Mae angen gorchuddio cydran graidd celloedd tanwydd (fel celloedd tanwydd hydrogen), "electrod pilen (MEA)", â chatalyddion platinwm - wedi'i seilio ar wyneb pilenni cyfnewid proton (drud iawn). Gall chwistrellu atomization ultrasonic atomeiddio'r slyri catalydd (gwasgariad gronynnau platinwm) yn ddefnynnau 5 - 10 micron, gan ffurfio haen catalydd â thrwch unffurf (± 0.5 micron), ac mae'r gyfradd defnyddio platinwm yn cynyddu i fwy na 60%(dim ond y modd traddodiadol yw 30%-
3.3 Solid - Gorchudd Electrolyte Batri Gwladwriaethol
Mae angen i electrolyt batris solid - y wladwriaeth (fel sylffid ac electrolytau solid ocsid) ffurfio haen denau barhaus (1 - 5 micron) ar wyneb yr electrod. Gall chwistrellu atomization ultrasonic osgoi "difrod pwysau" cotio traddodiadol, sicrhau bod yr haen electrolyt yn crac - am ddim, a gwella effeithlonrwydd dargludiad ïon.