1. Kjarnaferli meginregla
Við undirbúning rafskauta rafskauta er hægt að skipta ferlinu við úðun atomization í 4 lykilþrep:
1.1 Undirbúningur rafskauts slurry: Blandið virkum efnum (svo sem LIFEPO₄ agnum), bindiefni (svo sem PVDF), leiðandi lyf (svo sem kolefnis svart) með leysiefni (svo sem NMP) til að búa til samræmt slurry (fast innihald er venjulega 40%- 70%) sem úða „hráefni“.
1.2 Afhending og atomization slurry: Slurry er afhent ultrasonic atomization höfuðið í gegnum nákvæmni innrennslisdælu. Piezoelectric titrari atomization höfuðsins titrar ofbeldislega undir örvun hás - tíðni rafmerkis (venjulega 20kHz - 100kHz), að brjóta slurry í pínulitla dropa með þvermál 1 - 30 míkron (droparstærð er hægt að stilla með tíðni: því hærri sem tíðnin er, því að finri er droparnir).
1.3 Stefnumótun dropanna: Atomized slurry droparnir eru eknir af burðargasi (svo sem þurrt lofti, köfnunarefni) til að mynda stöðugan úða geisla, sem er nákvæmlega úðað á yfirborðs safnara yfirborðs (núverandi safnari er venjulega fluttur stöðugt með færibönd).
1.4 Húðunarmyndun og þurrkun: Droparnir dreifast fljótt og bráðna á yfirborði núverandi safnara til að mynda samfellda húð og slá síðan inn þurrkunarrásina (til að fjarlægja leysinn) og mynda að lokum rafskautshúð með ákveðinni þykkt (venjulega 5 - 200 míkron).
2. Kjarnakostir samanborið við hefðbundna rafskautshúðunartækni
Í rafskautaframleiðslu hafa hefðbundin tækni (svo sem blaðhúð og rifahúð) vandamál eins og lélega jöfnun einsleitni, hátt efni úrgangs og veik aðlögunarhæfni að mikilli seigju/mikilli surry í föstu innihaldi. Kostir ultrasonic atomization úða eru sérstaklega áberandi:
Liður | Ultrasonic úða | Hefðbundin læknisblað / rifahúð |
Húðun einsleitni | Droparnir eru fínir og þéttir, hægt er að stjórna húðfrávikinu innan ± 1%og það eru engir gallar eins og „brúnþykknun“ og „pinholes“ | Næm fyrir sveiflum seigju slurry, frávik þykktar er venjulega ± 5%- 10%og efni safnast auðveldlega á brúnina |
Efnisleg nýting | Droplets eru mjög stefnur, næstum lausir við svíf og nýtingarhlutfallið nær 85% - 95% (kostnaður við virk efni er mikill, svo þessi kostur er verulegur) | Auðvelt er að vera slurry og dreypa og nýtingarhlutfallið er aðeins 50%- 70% |
Húðun þykktarstýringar | Ultra - þunnt húðun (niður í 1 míkron) er hægt að ná með stöðugt stillanlegri þykkt, hentugur fyrir háa orkuþéttleika rafhlöður (þunnt húðun styttir jón dreifingarleiðir) | Það er erfitt að útbúa Ultra - þunnt húðun <10 míkron, og aðlögunarsvið þykktarinnar er þröngt |
Aðlögunarhæfni slurry | Ræður við mikið fast efni (> 60%), mikil seigja (> 1000cp) slurries, dregur úr notkun á leysi (umhverfisvænni) | Léleg aðlögunarhæfni að miklu föstu innihaldi/mikilli seigju slurry, auðvelt að stífla lagið |
Skemmdir á núverandi safnara | Engin vélræn snerting (Atomizer höfuðið snertir ekki núverandi safnari), hentugur fyrir afar þunnan núverandi safnara (svo sem koparpappír undir 6μm) | Skafinn er í beinni snertingu við núverandi safnara, sem getur auðveldlega rispað þunna núverandi safnara. |
Notkun ultrasonic atomization úða á sviði rafhlöður hefur færst frá rannsóknarstofunni yfir í stóra - mælikvarða framleiðslu og kjarnasviðsmyndin innihalda:
3.1 Litíum - jón rafhlöðu rafskautshúð
Jákvæð rafskaut: Húðun ternary efni (NCM), litíum járnfosfat (LFP) osfrv. Á yfirborði álpappírs, sérstaklega hentugur fyrir mikla - nikkel ternary (svo sem NCM811) - Þessi tegund efnis hefur afar miklar kröfur um að húða einsleitni, annars er auðvelt að valda hitauppstreymi vegna ójafnra staðbundinna viðbragða.
Neikvætt rafskaut: Húðun grafít og kísil - byggð efni á yfirborði koparpappírs (kísil - byggð neikvæðar rafskaut eru auðvelt að stækka og samræmd húð getur dregið úr rofi meðan á blóðrás stendur).
Kostir: Bæta samræmi þéttleika rafskauts yfirborðs (frávik á yfirborði þéttleika <1%), draga úr „skautunar fyrirbæri“ við hleðslu og losun rafhlöðunnar og lengja hringrásarlífið (er hægt að auka um 20%- 30%).
3.2 Hvati á eldsneytisfrumum
Kjarnaþáttur eldsneytisfrumna (svo sem vetniseldsneytisfrumur), „Himna rafskaut (MEA)“, þarf að vera húðað með platínu - byggðum hvata á yfirborði róteindarhimna (afar dýr). Ultrasonic atomization úða getur atomize hvata slurry (platinum agna dreifing) í 5 - 10 míkron dropar, myndað hvata lag með einsleitri þykkt (± 0,5 míkron), og platínuuppbótarhlutfallið er aukið í meira en 60%(hefðbundin aðferð er aðeins 30%- 40%), sem dregur úr kostnaði mjög.
3.3 Solid - Ráðið raflausn raflausnar
Raflausn fastra - ástand rafhlöður (svo sem súlfíð og oxíð fast raflausn) þarf að mynda stöðugt þunnt lag (1 - 5 míkron) á rafskautsyfirborðinu. Ultrasonic atomization úða getur forðast „þrýstingskemmdir“ hefðbundins lags, tryggt að salta lagið sé sprungið - ókeypis og bætir jónaleiðni skilvirkni.