超音波バッテリー電極の霧化とは何ですか？

超音波バッテリー電極霧化スプレーは、バッテリー電極の製造に超音波霧化スプレー技術を適用する重要なプロセスです。主に電極活性材料（三元材料、陽性電極用のリチウム鉄リン酸リン酸リン酸リン酸リン酸リン酸リン、負の電極のグラファイトなど）をバッテリーコレクターの表面（リチウム電池用の銅箔やアルミニウム箔など）に均等にコーティングするために使用されます。この技術は、電極の性能と全体的なバッテリーの品質を大幅に改善できるため、新しいエネルギーバッテリー（特に高エネルギー密度リチウム電池と燃料電池）の製造において重要なプロセスとなっています。

1。コアプロセスの原則
バッテリー電極の準備では、超音波霧化噴霧のプロセスを4つの重要なステップに分割できます。
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1.2スラリーの送達と霧化：スラリーは、精密注入ポンプを介して超音波霧化ヘッドに届けられます。原子化ヘッドの圧電バイブレーターは、高周波数の電気信号（通常は20kHz - 100kHz）の励起下で激しく振動し、1 - 30ミクロンの直径でスラリーを小さな滴に砕きます（周波数：周波数：周波数が高いほど）。
1.3液滴の方向送達：原子化されたスラリー液滴は、キャリアガス（乾燥した空気、窒素など）によって駆動され、安定したスプレービームを形成します。これは、動いている電流コレクター表面に正確に噴霧されます（通常、電流コレクターはコンベヤーベルトによって連続的に輸送されます）。
1.4コーティングの形成と乾燥：液滴はすぐに広がり、電流コレクターの表面に融合して連続コーティングを形成し、乾燥チャネルに入り、最終的に特定の厚さ（通常は5 - 200ミクロン）で電極コーティングを形成します。

2。従来の電極コーティング技術と比較したコアの利点
バッテリー電極の製造では、従来の技術（ブレードコーティングやスリットコーティングなど）には、コーティングの均一性、材料の廃棄物が高く、粘度/高固体の高分量のスラリーに対する弱い適応性などの問題があります。超音波霧化噴霧の利点は特に顕著です。

 

3.キーアプリケーションシナリオ
バッテリーの分野での超音波霧化の適用は、実験室から大規模な生産に移動し、コアシナリオには次のものが含まれます。

3.1リチウム-イオンバッテリー電極コーティング
陽性電極：アルミホイルの表面上のコーティング3成分材料（NCM）、リチウム鉄リン酸リン酸リン酸リン酸リン酸リン酸リン酸リン酸リン酸リン酸リン酸リン酸リン酸リン（LFP）など。このタイプの材料には、均一性をコーティングするための非常に高い要件があります。そうしないと、不均一な局所反応のために熱暴走を引き起こすのは簡単です。
負の電極：銅箔の表面にグラファイトとシリコンベースの材料をコーティングします（シリコン-ベースの負の電極は膨張しやすく、均一なコーティングは循環中の破裂を減らすことができます）。
利点：電極表面密度（表面密度偏差<1％）の一貫性を改善し、バッテリーの充電と放電中の「偏光現象」を減らし、サイクル寿命を延長する（20％- 30％増加することができます）。
3.2燃料電池触媒層コーティング
燃料電池（水素燃料電池など）のコア成分、「膜電極（MEA）」は、プロトン交換膜の表面にプラチナ-ベースの触媒でコーティングする必要があります（非常に高価）。超音波霧化噴霧は、触媒スラリー（プラチナ粒子分散）を5 - 10ミクロン液滴に霧化することができ、均一な厚さ（±0.5ミクロン）の触媒層を形成し、プラチナ利用率は60％以上に増加します（従来の方法は30％- 40％）。
3.3ソリッド-状態バッテリー電解質コーティング
固体-状態電池（硫化物や酸化物の固体電解質など）の電解質は、電極表面に連続薄層（1 - 5ミクロン）を形成する必要があります。超音波霧化スプレーは、従来のコーティングの「圧力損傷」を回避し、電解質層が亀裂-自由であることを確認し、イオン伝導効率を改善します。