1. ydinprosessin periaate
Akkuelektrodien valmistuksessa ultraäänimummissuihkutusprosessi voidaan jakaa 4 avainvaiheeseen:
1.1 Elektrodilietteen valmistus: Sekoita aktiiviset materiaalit (kuten Lifepo₄ -hiukkaset), sideaineet (kuten PVDF), johtavat aineet (kuten hiilimustat) liuottimilla (kuten NMP) tasaisen lietteen valmistukseen (kiinteä pitoisuus on yleensä 40%- 70%) ruiskutus "raaka -aineina".
1.2 Lietteen toimitus ja sumuutus: lietteet toimitetaan ultraäänimuotoiseen päähän tarkkuusinfuusiopumpun kautta. Atomisointipään pietsosähköinen vibraattori värähtelee väkivaltaisesti korkean - taajuuden sähköisen signaalin (yleensä 20 kHz - 100 kHz) herättämisen alla, jakaen lietteen pieniksi pisaroiksi, joiden halkaisija on 1 - 30 mikronia (pisaran koko voidaan säätää taajuudella: mitä suurempi taajuus, sitä hienosti pisarat).
1.3 Pisaroiden suuntaus: Atomisoidut lietteen pisarat ajavat kantokaasulla (kuten kuiva ilma, typpi) stabiilin ruiskutuspalkin muodostamiseksi, joka ruiskutetaan tarkasti liikkuvan virran kollektorin pinnalle (nykyinen keräin kuljetetaan yleensä jatkuvasti kuljetinhihnalla).
1.4 Pinnoitteen muodostuminen ja kuivaus: Pisarat levisivät ja sulautuvat nopeasti virran kollektorin pintaan jatkuvan pinnoitteen muodostamiseksi ja siirry sitten kuivauskanavaan (liuottimen poistamiseksi) muodostaen lopulta elektrodin päällysteen tietyllä paksuudella (yleensä 5 - 200 mikronia).
2. ydinetuja verrattuna perinteiseen elektrodipinnoitustekniikkaan
Akkuelektrodien valmistuksessa perinteisillä tekniikoilla (kuten terän päällyste ja rakopinnoite) on ongelmia, kuten huono pinnoitteen tasaisuus, korkea materiaali jäte ja heikko sopeutumiskyky korkeaan viskositeettiin/korkeaan kiinteän pitoisuuden lietteeseen. Ultraäänimuotoisuuden suihkutuksen edut ovat erityisen näkyviä:
Esine | Ultraäänisumutus | Tavanomainen lääkärin terä / paikkojen pinnoite |
Pinnoitteen tasaisuus | Pisarat ovat hienoja ja keskittyneitä, pinnoitteen paksuuden poikkeamaa voidaan hallita ± 1%: n sisällä, eikä ole mitään vikoja, kuten "reunan sakeuttaminen" ja "nastareikiä" | Altti lietteen viskositeetin heilahtelulle, paksuuspoikkeama on yleensä ± 5%- 10%ja materiaali kertyy helposti reunaan |
Materiaalien käyttö | Pisarat ovat erittäin suuntaisia, melkein vapaat ajautumisesta, ja käyttöaste saavuttaa 85% - 95% (aktiivisten materiaalien kustannukset ovat korkeat, joten tämä etu on merkittävä) | Lietteen on helppo pysyä ja tiputtaa, ja käyttöaste on vain 50%- 70% |
Pinnoitteen paksuudenhallinta | Ultra - ohuet pinnoitteet (alas 1 mikroniin) voidaan saavuttaa jatkuvasti säädettävällä paksuudella, joka sopii korkean energian tiheyden paristoihin (ohuet pinnoitteet lyhentävät ionin diffuusioreittejä) | Ultra - ohuita pinnoitteita on vaikea valmistaa <10 mikronia, ja paksuuden säätöalue on kapea |
Lietteen sopeutumiskyky | Pystyy käsittelemään korkeaa kiinteää sisältöä (> 60%), korkea viskositeetti (> 1000cp) lietteet, vähentävät liuottimen käyttöä (ympäristöystävällisempi) | Huono sopeutumiskyky korkeaan kiinteään pitoisuuteen/korkea viskositeetti liette, helppo tukkia pinnoitusportti |
Vahinko nykyiselle keräilijälle | Ei mekaanista kosketusta (sumutinpää ei koske nykyistä keräilijää), joka sopii erittäin ohuille virrankeräimille (kuten kuparikalvo alle 6μm) | Kaavin on suorassa kosketuksessa nykyisen keräilijän kanssa, joka voi helposti naarmuttaa ohut virran keräilijä. |
Ultraäänimuotoisuuden ruiskuttamisen levitys akkujen kentälle on siirtynyt laboratoriosta suureen - Scale -tuotantoon, ja ydinskenaarioihin sisältyy:
3.1 Litium - ionin akku elektrodipäällyste
Positiivinen elektrodi: Kolmiomateriaalit (NCM), litiumrautafosfaatti (LFP) jne. Alumiinifolion pinnalla, erityisesti sopiva korkealle - nikkeli -ternaarinen (kuten NCM811) - Tämän tyyppisellä materiaalilla on erittäin korkeat vaatimukset pinnoitteen tasaisuudelle, muuten on helppo aiheuttaa lämpötilan epätasaisen paikallisten reaktioiden vuoksi.
Negatiivinen elektrodi: päällystegrafiitti ja pii - Pohjaiset materiaalit kuparikalvon pinnalle (Piili - Pohjaiset negatiiviset elektrodit on helppo laajentaa, ja tasainen pinnoite voi vähentää repeämää verenkierron aikana).
Edut: Paranna elektrodin pintatiheyden (pintatiheyden poikkeama <1%) konsistenssia, vähennä "polarisaatioilmiö" akun lataamisen ja purkamisen aikana ja pidentävät syklin käyttöikää (voidaan lisätä 20%- 30%).
3.2 Polttokennon katalyytin kerrospäällyste
Polttokennojen (kuten vetypolttokennojen), "membraanielektrodin (MEA)" ydinkomponentti on päällystettävä platina - perustuvilla katalyytteillä protoninvaihtokalvojen pinnalle (erittäin kallis). Ultraäänimuotoinen ruiskutus voi sumuttaa katalyytin lietteen (platinahiukkasten dispersio) 5 - 10 mikronipisaroihin muodostaen katalyyttikerroksen, jolla on tasainen paksuus (± 0,5 mikronia), ja platinan käyttöaste nostetaan yli 60%(perinteinen menetelmä on vain 30%- 40%), mikä vähenee suuresti kustannuksella.
3.3 Kiinteä - Tilan akku elektrolyyttipäällyste
Kiinteän - Tilan paristojen (kuten sulfidi- ja oksidi -kiinteiden elektrolyyttien) elektrolyytin on muodostettava jatkuva ohut kerros (1 - 5 mikronia) elektrodin pinnalle. Ultraäänimuotoinen ruiskutus voi välttää perinteisen pinnoitteen "painevauriot", varmistaa, että elektrolyyttikerros on halkeama - vapaa ja parantaa ionin johtavuustehokkuutta.