1. Принцип на основен процес
Во подготовката на електроди на батерии, процесот на прскање на ултразвучна атомизација може да се подели на 4 клучни чекори:
1.1 Подготовка на кашеста маса на електрода: Измешајте активни материјали (како што се честички на LifePo₄), врзива (како што е PVDF), спроводливи агенси (како што се јаглеродни црни) со растворувачи (како што е NMP) за да направите униформа кашеста маса (цврста содржина е обично 40%- 70%) како спреј „суровини“.
1.2 Достава и атомизација на кашеста маса: Кашеста маса се доставува до главата на ултразвучна атомизација преку пумпа за прецизна инфузија. Пиезоелектричниот вибратор на главата за атомизација вибрира насилно под побудување на висока - фреквенција електричен сигнал (обично 20kHz - 100kHz), кршејќи ја кашеста маса во ситни капки со дијаметар од 1 - 30 микрони (големината на капката може да се прилагоди со фреквенција: колку е поголема фреквенцијата, финалните капки).
1.3 Насочна испорака на капки: Атомизираните кавки капки капки се водат од носач на гас (како што е сув воздух, азот) за да се формира стабилен зрак на спреј, кој точно е испрскан на површината на колекционерот на струјата на струјата (тековниот колекционер обично постојано се транспортира со транспортен појас).
1.4 Формирање и сушење на облогата: Капките брзо се шират и осигуруваат на површината на тековниот колектор за да формираат континуиран облога, а потоа внесете го каналот за сушење (за да го отстраните растворувачот), на крајот формирајќи електрода обвивка со одредена дебелина (обично 5 - 200 микрони).
2. Основни предности во споредба со традиционалната технологија за обложување на електрода
Во производството на електрода на батеријата, традиционалните технологии (како што се обложување на сечилото и обложување на исечоци) имаат проблеми како што се лошата униформност на облогата, отпадот со висок материјал и слабата прилагодливост на висока вискозност/кашеста маса со цврста содржина. Предностите на прскањето на ултразвучно атомизација се особено истакнати:
Ставка | Ултразвучен спреј | Конвенционална облога за сечилото / слотот |
Обвивка униформност | Капките се фини и концентрирани, отстапувањето на дебелината на облогата може да се контролира во рамките на ± 1%, и нема дефекти како „задебелување на работ“ и „дупки“ | Подложна на флуктуација на кашеста вискозност, девијацијата на дебелината е обично 5%- 10%, а материјалот лесно се акумулира на работ |
Користење на материјал | Капките се многу насочени, скоро ослободени од наноси, а стапката на искористување достигнува 85% - 95% (цената на активните материјали е голема, така што оваа предност е значајна) | Кашеста маса е лесна за останување и капе, а стапката на искористување е само 50%- 70% |
Контрола на дебелина на облогата | Ултра - тенки облоги (до 1 микрон) може да се постигнат со континуирано прилагодлива дебелина, погодна за батерии со висока густина на енергија (тенки облоги ги скратуваат јонските патеки за дифузија) | Тешко е да се подготват ултра - тенки облоги <10 микрони, а опсегот за прилагодување на дебелината е тесен |
Адаптибилност на кашеста маса | Може да се справи со висока цврста содржина (> 60%), висока вискозност (> 1000cp) кашеста маса, да ја намали употребата на растворувач (повеќе еколошки) | Лошата прилагодливост на висока цврста содржина/кашеста маса со вискозност, лесен за затнување на портата за обложување |
Оштетување на тековниот колектор | Ниту еден механички контакт (главата на атомизаторот не контактира со тековниот колектор), погоден за екстремно тенка струја колекционери (како што е бакарна фолија под 6μm) | Страпачот е во директен контакт со тековниот колекционер, кој лесно може да го изгреба тенок колектор на струја. |
Примената на прскање на ултразвучна атомизација во областа на батериите се пресели од лабораторијата во големо производство на скала, а основните сценарија вклучуваат:
3.1 Литиум - јонска обвивка за електрода на батерија
Позитивна електрода: Тернарни материјали за обложување (NCM), литиум железо фосфат (LFP), итн. На површината на алуминиумска фолија, особено погодна за висока - никел Тернар (како што е NCM811) - Овој вид на материјал има екстремно високи барања за униформност на облогата, во спротивно е лесно да се предизвика термички бегство заради нерамни локални реакции.
Негативна електрода: Графит за обложување и силикон - материјали засновани на површината на бакарна фолија (Силикон - Негативните електроди засновани се лесни за проширување, а униформата облога може да го намали руптурата за време на циркулацијата).
Предности: Подобрете ја конзистентноста на густината на површината на електродата (отстапување на површината на густината <1%), намалете го „феноменот на поларизација“ за време на полнењето и празнењето на батеријата и да го проширите животот на циклусот (може да се зголеми за 20%- 30%).
3.2 Катализаторска обвивка за катализатор на горивни ќелии
Основната компонента на горивните ќелии (како што се клетките на водородно гориво), „мембрана електрода (МЕА)“, треба да биде обложена со катализатори засновани на платина - на површината на мембраните за размена на протони (исклучително скапи). Ултразвучното прскање на атомизација може да го атомизира кашестата калализа (дисперзија на честички од платина) во 5 - 10 микрони капки, формирајќи слој на катализатор со униформа дебелина (± 0,5 микрони), а стапката на користење на платина се зголемува на повеќе од 60%(традиционалниот метод е само 30%- 40%), што во голема мерка ја намалува трошоците.
3.3 Цврста - Состојба на електролитната обвивка за батерии
Електролитот на цврсти - државни батерии (како што се сулфид и цврсти електролити на оксид) треба да формира континуиран тенок слој (1 - 5 микрони) на површината на електродата. Ултразвучното прскање на атомизацијата може да го избегне „оштетување на притисокот“ на традиционалното премачкување, да се осигура дека електролитниот слој е пукнатина - слободен и да ја подобри ефикасноста на јонската спроводливост.