1. Parimi i Procesit Themelor
Në përgatitjen e elektrodave të baterisë, procesi i spërkatjes së atomizimit tejzanor mund të ndahet në 4 hapa kryesorë:
1.1 Përgatitja e slurry e elektrodës: Përzieni materiale aktive (siç janë grimcat LifePo₄), lidhësit (siç janë PVDF), agjentët përçues (siç janë karboni i zi) me tretës (siç është NMP) për të bërë një slurry uniforme (përmbajtja e ngurtë është zakonisht 40%- 70%) si llak "lëndë të para".
1.2 Dorëzimi dhe Atomizimi i Slurry: Slurry dorëzohet në kokën e atomizimit tejzanor përmes një pompë infuzioni preciz. Vibratori piezoelektrik i kokës së atomizimit vibron dhunshëm nën ngacmimin e një sinjali elektrik të frekuencës së lartë - (zakonisht 20kHz - 100kHz), duke thyer slurry në pikat e vogla me një diametër prej 1 - 30 mikron (madhësia e pikës mund të rregullohet nga frekuenca: sa më e lartë frekuenca, më e imta e pikave).
1.3 Dorëzimi i drejtimit të pikave: Pikat e slurry të atomizuara drejtohen nga një gaz bartës (siç është ajri i thatë, azoti) për të formuar një rreze të qëndrueshme llak, e cila është spërkatur me saktësi në sipërfaqen e kolektorit aktual në lëvizje (koleksionisti aktual zakonisht transportohet vazhdimisht nga një rrip transportues).
1.4 Formimi dhe tharja e veshjes: Pikat shpejt përhapen dhe bashkohen në sipërfaqen e kolektorit aktual për të formuar një shtresë të vazhdueshme, dhe pastaj futen në kanalin e tharjes (për të hequr tretësin), duke formuar përfundimisht një shtresë elektrodë me një trashësi të caktuar (zakonisht 5 - 200 mikronë).
2. Përparësitë thelbësore në krahasim me teknologjinë tradicionale të veshjes së elektrodave
Në prodhimin e elektrodave të baterive, teknologjitë tradicionale (të tilla si veshja e tehut dhe veshja e çarë) kanë probleme të tilla si uniformiteti i dobët i veshjes, mbeturinat e larta të materialit dhe përshtatja e dobët ndaj viskozitetit të lartë/slurry me përmbajtje të lartë të lartë. Përparësitë e spërkatjes së atomizimit tejzanor janë veçanërisht të spikatura:
Artikull | Llak tejzanor | Mjeku konvencional i tehut / veshja e slot |
Veshje uniformiteti | Pikat janë të shkëlqyera dhe të përqendruara, devijimi i trashësisë së veshjes mund të kontrollohet brenda ± 1%, dhe nuk ka defekte të tilla si "trashja e skajit" dhe "pinholes" | I ndjeshëm ndaj luhatjes së viskozitetit të hollimit, devijimi i trashësisë është zakonisht 5%- 10%, dhe materiali grumbullohet lehtësisht në skaj |
Përdorimi i materialit | Pikat janë shumë të drejtuara, pothuajse pa lëvizje, dhe shkalla e përdorimit arrin 85% - 95% (kostoja e materialeve aktive është e lartë, kështu që ky avantazh është i rëndësishëm) | Slurry është i lehtë për tu mbetur dhe pikuar, dhe shkalla e përdorimit është vetëm 50%- 70% |
Kontrolli i trashësisë së veshjes | Veshjet ultra - të holla (deri në 1 mikron) mund të arrihen me trashësi të rregullueshme vazhdimisht, të përshtatshme për bateri me densitet të lartë të energjisë (veshjet e hollë shkurtojnë shtigjet e difuzionit të jonit) | Shtë e vështirë të përgatitet ultra - veshje të hollë <10 mikron, dhe diapazoni i rregullimit të trashësisë është i ngushtë |
Përshtatshmëria e slurry | Mund të trajtojë përmbajtje të lartë të ngurtë (> 60%), viskozitet të lartë (> 1000cp) slurries, të zvogëlojë përdorimin e tretësit (më miqësor me mjedisin) | Përshtatshmëri e dobët ndaj përmbajtjes së lartë të ngurtë/Slurry të lartë të viskozitetit, e lehtë për të bllokuar portin e veshjes |
Dëmtimi i kolektorit aktual | Asnjë kontakt mekanik (koka e atomizatorit nuk kontakton kolektorin aktual), i përshtatshëm për koleksionistët e rrymës jashtëzakonisht të hollë (siç është petë bakri nën 6 μm) | Scraper është në kontakt të drejtpërdrejtë me kolektorin aktual, i cili lehtë mund të gërvishtë kolektorin e rrymës së hollë. |
Aplikimi i spërkatjes së atomizimit tejzanor në fushën e baterive është zhvendosur nga laboratori në prodhimin e madh - në shkallë, dhe skenarët thelbësorë përfshijnë:
3.1 Lithium - Veshje e elektrodës së baterisë jonike
Elektroda pozitive: Veshje Materialet ternare (NCM), fosfati i hekurit litium (LFP), etj. Në sipërfaqen e letrës së aluminit, veçanërisht të përshtatshme për të lartë - trimërinë e nikelit (siç është NCM811) - Ky lloj i materialit ka kërkesa jashtëzakonisht të larta për uniformitetin e veshjes, përndryshe është e lehtë të shkaktosh arratisje termike për shkak të reagimeve të pabarabarta lokale.
Elektroda negative: Veshje Graphite dhe Silicon - Materiale të bazuara në sipërfaqen e letrës së bakrit (Silicon - Elektrodat negative të bazuara janë të lehta për tu zgjeruar, dhe veshja uniforme mund të zvogëlojë këputjen gjatë qarkullimit).
Avantazhet: Përmirësimi i konsistencës së densitetit të sipërfaqes së elektrodës (devijimi i densitetit të sipërfaqes <1%), zvogëloni "fenomenin e polarizimit" gjatë karikimit dhe shkarkimit të baterisë, dhe zgjas jetën e ciklit (mund të rritet me 20%- 30%).
3.2 Veshje e shtresave të katalizatorit të qelizave të karburantit
Komponenti thelbësor i qelizave të karburantit (siç janë qelizat e karburantit të hidrogjenit), "Elektroda e membranës (MEA)", duhet të jetë e veshur me katalizatorë të bazuar në platin në sipërfaqen e membranave të shkëmbimit të protoneve (jashtëzakonisht të shtrenjta). Spërkatja e atomizimit tejzanor mund të atomizojë slurry katalizator (shpërndarjen e grimcave të platinit) në 5 - 10 pikat e mikronit, duke formuar një shtresë katalizatori me trashësi uniforme (± 0.5 mikron), dhe shkalla e përdorimit të platinit është rritur në më shumë se 60%(metoda tradicionale është vetëm 30%- 40%), e cila zvogëlon shumë koston.
3.3 Solid - Veshje e elektrolitit të baterisë shtetërore
Elektroliti i baterive të ngurta - shtetërore (të tilla si sulfidi dhe elektrolitet e ngurta të oksidit) duhet të formojë një shtresë të hollë të vazhdueshme (1 - 5 mikron) në sipërfaqen e elektrodës. Spërkatja e atomizimit tejzanor mund të shmangë "dëmtimin e presionit" të veshjes tradicionale, të sigurojë që shtresa e elektrolitit të jetë plas - falas, dhe të përmirësojë efikasitetin e përcjelljes së joneve.