1. Kerna Proceza Principo
En la preparado de bateriaj elektrodoj, la procezo de ultrasona atomiga ŝprucado povas esti dividita en 4 ŝlosilajn paŝojn:
1.1 Preparo de elektroda slurry: Miksi aktivajn materialojn (kiel ekzemple vivpartoj), ligiloj (kiel PVDF), konduktajn agentojn (kiel karbona nigra) kun solviloj (kiel NMP) por fari unuforman slurry (solida enhavo kutime estas 40%- 70%) kiel ŝprucaĵo "krudaj materialoj".
1.2 Slurry Delivery kaj Atomization: La slurry estas liverita al la ultrasona atomiga kapo tra preciza infuza pumpilo. La piezoelektra vibrilo de la atoma kapo vibras perforte sub la ekscito de alta - frekvenca elektra signalo (kutime 20kHz - 100kHz), rompante la slurry en etajn gutetojn kun diametro de 1 - 30 mikronoj (la guteto de la guteto) povas esti alĝustigita de frekvenco: la pli alta la frekvenco, la pli bona la guteto).
1.3 Direkta liverado de gutetoj: La atomigitaj slurry -gutetoj estas pelataj de portanta gaso (kiel seka aero, nitrogeno) por formi stabilan ŝprucan trabon, kiu estas precize ŝprucigita sur la moviĝan kurentan surfacon (la nuna kolektanto estas kutime konstante transportita de transportilo).
1.4 Formado kaj sekigado: La gutetoj rapide disvastiĝas kaj kunfandiĝas sur la surfacon de la nuna kolektilo por formi kontinuan revestiĝon, kaj tiam eniru la sekigan kanalon (por forigi la solvilon), eventuale formante elektrodan revestiĝon kun certa dikeco (kutime 5 - 200 mikronoj).
2. Kernaj avantaĝoj kompare al tradicia elektroda tegmenta teknologio
En fabrikado de bateriaj elektrodoj, tradiciaj teknologioj (kiel klingo -revestado kaj fendita revestado) havas problemojn kiel malbona revesta unuformeco, alta materiala malŝparo kaj malforta adapteco al alta viskozeco/alta solida enhavo. La avantaĝoj de ultrasona atomiga ŝprucado estas aparte elstaraj:
Ero | Ultrasona ŝprucaĵo | Konvencia Doktoro -Klingo / Slot -Kovado |
Kovanta unuformeco | La gutetoj estas fajnaj kaj koncentritaj, la devia dika devio povas esti kontrolita ene de ± 1%, kaj ne ekzistas difektoj kiel "rando dikiganta" kaj "pinholes" | Susceptible al la fluktuado de slurry viskozeco, dika devio kutime ± 5%- 10%, kaj materialo facile akumuliĝas sur la rando |
Materia Uzado | La gutetoj estas tre direktaj, preskaŭ liberaj de drivo, kaj la uzokvanto atingas 85% - 95% (la kosto de aktivaj materialoj estas alta, do ĉi tiu avantaĝo estas signifa) | La slurry estas facile restanta kaj trempanta, kaj la uzokvanto estas nur 50%- 70% |
Kontrolo de Kovado de dikeco | Ultra - maldikaj tegaĵoj (malsupren al 1 mikrono) povas esti atingitaj kun kontinue alĝustigebla dikeco, taŭgaj por altaj energiaj densecaj baterioj (maldikaj tegaĵoj mallongigas ion -disvastigajn vojojn) | Estas malfacile prepari ultra - maldikajn tegaĵojn <10 mikronojn, kaj la dika alĝustiga gamo estas mallarĝa |
Slurry adapteco | Povas trakti altan solidan enhavon (> 60%), altan viskozecon (> 1000cp) slurries, redukti solventan uzadon (pli ekologia) | Malbona adapteco al alta solida enhavo/alta viskozeco slurry, facile por ŝtopi la revestiĝan havenon |
Damaĝo al nuna kolektanto | Neniu mekanika kontakto (la atomizilo ne kontaktas la nunan kolektilon), taŭga por ekstreme maldikaj aktualaj kolektantoj (kiel kupra folio sub 6μm) | La skrapilo estas en rekta kontakto kun la nuna kolektanto, kiu povas facile skrapi la maldikan aktualan kolektilon. |
La apliko de ultrasona atomiga disverŝado en la kampo de kuirilaroj moviĝis de la laboratorio al granda - skala produktado, kaj la kernaj scenaroj inkluzivas:
3.1 Litio - ion -bateria elektroda tegaĵo
Pozitiva Elektrodo: Kovrilaj ternaj materialoj (NCM), litio -fera fosfato (LFP), ktp. Sur la surfaco de aluminia folio, precipe taŭga por alta - nikela ternario (kiel NCM811) - Ĉi tiu tipo de materialoj havas ekstreme altajn postulojn por tegaĵo de unuformeco, alie estas facile kaŭzi termikan fuĝon pro neegalaj lokaj reagoj.
Negativa elektrodo: Revesta grafito kaj silicio - bazitaj materialoj sur la surfaco de kupra folio (silicio - bazitaj negativaj elektrodoj estas facile ekspansiiĝi, kaj uniforma tegaĵo povas redukti rompon dum cirkulado).
Avantaĝoj: Plibonigu la konsistencon de elektroda surfaca denseco (surfac -denseca devio <1%), reduktu la "polarizan fenomenon" dum bateria ŝarĝo kaj malŝarĝo, kaj plilongigu la ciklan vivon (povas esti pliigita je 20%- 30%).
3.2 Kataliza Kataliza Katalizilo
La kerna komponento de fuelaj ĉeloj (kiel hidrogenaj brulaĵoj), "membrana elektrodo (MEA)", devas esti tegita per plataj - bazitaj kataliziloj sur la surfaco de protonaj interŝanĝaj membranoj (ekstreme multekostaj). Ultrasonic Atomization Spraying povas atomigi la katalizan slurry (platena partikla disvastiĝo) en 5 - 10 mikronajn gutetojn, formante katalizan tavolon kun unuforma dikeco (± 0,5 mikronoj), kaj la platena utiliga indico estas pli ol 60%(la tradicia metodo), nur 30%- 40%), kiu estas pli ol 60%(la tradicia metodo), nur 30%- 40%), kiu estas pli ol 60%(la tradicia metodo), nur 30%- 40%), kiu estas pli ol 60%(la tradicia metodo), nur 30%- 40%pli ol 60%.
3.3 Solida - Ŝtata bateria elektrolito
La elektrolito de solidaj - ŝtataj baterioj (kiel sulfido kaj rusto solidaj elektrolitoj) bezonas formi kontinuan maldikan tavolon (1 - 5 mikronoj) sur la elektroda surfaco. Ultrasona atomiga ŝprucaĵo povas eviti la "preman damaĝon" de tradicia revestado, certigi, ke la elektrolita tavolo estas fendeta, kaj plibonigas la jonan konduktan efikecon.