1. Prinsipyo ng Proseso ng Core
Sa paghahanda ng mga electrodes ng baterya, ang proseso ng pag -spray ng ultrasonic atomization ay maaaring nahahati sa 4 na pangunahing hakbang:
1.1 Paghahanda ng Electrode Slurry: Paghaluin ang mga aktibong materyales (tulad ng mga partikulo ng LifePo₄), mga nagbubuklod (tulad ng PVDF), mga ahente ng conductive (tulad ng carbon black) na may mga solvent (tulad ng NMP) upang makagawa ng isang pantay na slurry (solidong nilalaman ay karaniwang 40%- 70%) bilang spray "raw material".
1.2 Paghahatid ng Slurry at atomization: Ang slurry ay naihatid sa ultrasonic atomization head sa pamamagitan ng isang precision infusion pump. Ang piezoelectric vibrator ng ulo ng atomization ay nag -vibrate nang marahas sa ilalim ng paggulo ng isang mataas na - dalas na de -koryenteng signal (karaniwang 20kHz - 100kHz), ang pagsira sa slurry sa maliliit na mga patak na may diameter ng 1 - 30 microns (ang laki ng droplet ay maaaring ayusin ng dalas: mas mataas ang dalas, ang finer ang mga droplet).
1.3 Paghahatid ng Directional ng mga Droplet: Ang mga atomized slurry droplets ay hinihimok ng isang gas ng carrier (tulad ng dry air, nitrogen) upang makabuo ng isang matatag na spray beam, na tumpak na na -spray sa gumagalaw na kasalukuyang ibabaw ng kolektor (ang kasalukuyang kolektor ay karaniwang patuloy na dinadala ng isang belt ng conveyor).
1.4 Formation at Drying Coating: Ang mga droplet ay mabilis na kumalat at mag -fuse sa ibabaw ng kasalukuyang kolektor upang makabuo ng isang tuluy -tuloy na patong, at pagkatapos ay ipasok ang channel ng pagpapatayo (upang alisin ang solvent), sa kalaunan ay bumubuo ng isang patong ng elektrod na may isang tiyak na kapal (karaniwang 5 - 200 microns).
2. Core Advantages Kumpara sa tradisyonal na teknolohiya ng patong ng elektrod
Sa pagmamanupaktura ng elektrod ng baterya, ang mga tradisyunal na teknolohiya (tulad ng talim ng patong at slit coating) ay may mga problema tulad ng hindi magandang pagkakapareho ng coating, mataas na materyal na basura, at mahina na kakayahang umangkop sa mataas na lagkit/mataas na solidong slurry ng nilalaman. Ang mga bentahe ng ultrasonic atomization spraying ay partikular na kilalang:
Item | Ultrasonic spray | Maginoo na talim ng talim / slot |
Patong pagkakapareho | Ang mga droplet ay maayos at puro, ang paglihis ng kapal ng patong ay maaaring kontrolado sa loob ng ± 1%, at walang mga depekto tulad ng "gilid pampalapot" at "pinholes" | Madaling kapitan ng pagbabagu -bago ng slurry viscosity, ang kapal ng paglihis ay karaniwang ± 5%- 10%, at ang materyal ay madaling naipon sa gilid |
Paggamit ng materyal | Ang mga droplet ay lubos na direksyon, halos walang pag -drift, at ang rate ng paggamit ay umabot sa 85% - 95% (ang gastos ng mga aktibong materyales ay mataas, kaya ang kalamangan na ito ay makabuluhan) | Ang slurry ay madaling manatili at tumulo, at ang rate ng paggamit ay 50%lamang - 70% |
Coating control control | Ang ultra - manipis na coatings (pababa sa 1 micron) ay maaaring makamit nang patuloy na nababagay na kapal, na angkop para sa mga baterya ng density ng mataas na enerhiya (manipis na coatings na paikliin ang mga landas ng pagsasabog ng ion) | Mahirap maghanda ng ultra - manipis na coatings <10 microns, at ang saklaw ng pagsasaayos ng kapal ay makitid |
Slurry adaptability | Maaaring hawakan ang mataas na solidong nilalaman (> 60%), mataas na lagkit (> 1000cp) slurries, bawasan ang paggamit ng solvent (mas palakaibigan) | Mahina ang kakayahang umangkop sa mataas na solidong nilalaman/mataas na lagkit na slurry, madaling i -clog ang coating port |
Pinsala sa kasalukuyang kolektor | Walang mekanikal na pakikipag -ugnay (ang ulo ng atomizer ay hindi nakikipag -ugnay sa kasalukuyang kolektor), na angkop para sa sobrang manipis na kasalukuyang mga kolektor (tulad ng tanso na foil sa ibaba 6μm) | Ang scraper ay nasa direktang pakikipag -ugnay sa kasalukuyang kolektor, na madaling ma -scrat ang manipis na kasalukuyang kolektor. |
Ang application ng ultrasonic atomization spraying sa larangan ng mga baterya ay lumipat mula sa laboratoryo hanggang sa malaki - scale production, at ang mga pangunahing sitwasyon ay kasama ang:
3.1 Lithium - Ion Battery Electrode Coating
Positibong Electrode: Coating Ternary Materials (NCM), lithium iron phosphate (LFP), atbp sa ibabaw ng aluminyo foil, lalo na ang angkop para sa mataas na - nikel ternary (tulad ng NCM811) - Ang ganitong uri ng materyal ay may napakataas na mga kinakailangan para sa pagkakapareho ng patong, kung hindi man madali itong maging sanhi ng thermal runaway dahil sa hindi pantay na mga lokal na reaksyon.
Negatibong elektrod: patong grapayt at silikon - batay sa mga materyales sa ibabaw ng tanso foil (silikon - batay sa mga negatibong electrodes ay madaling mapalawak, at ang pantay na patong ay maaaring mabawasan ang pagkawasak sa panahon ng sirkulasyon).
Mga kalamangan: Pagbutihin ang pagkakapare -pareho ng density ng elektrod sa ibabaw (paglihis ng density ng ibabaw <1%), bawasan ang "phenomenon ng polariseysyon" sa panahon ng pagsingil at paglabas ng baterya, at palawakin ang buhay ng ikot (maaaring madagdagan ng 20%- 30%).
3.2 Fuel Cell Catalyst Layer Coating
Ang pangunahing sangkap ng mga cell ng gasolina (tulad ng mga cell ng hydrogen fuel), "Membrane Electrode (MEA)", ay kailangang pinahiran ng platinum - batay sa mga catalysts sa ibabaw ng mga proton exchange membranes (sobrang mahal). Ang ultrasonic atomization spraying ay maaaring mag -atomize ng catalyst slurry (platinum particle dispersion) sa 5 - 10 micron droplets, na bumubuo ng isang catalyst layer na may pantay na kapal (± 0.5 micron), at ang rate ng paggamit ng platinum ay nadagdagan sa higit sa 60%(ang tradisyunal na pamamaraan ay 30%- 40%), na lubos na binabawasan ang gastos.
3.3 Solid - State Battery Electrolyte Coating
Ang electrolyte ng solid - mga baterya ng estado (tulad ng sulfide at oxide solid electrolyte) ay kailangang bumuo ng isang tuluy -tuloy na manipis na layer (1 - 5 microns) sa ibabaw ng elektrod. Ang ultrasonic atomization spraying ay maaaring maiwasan ang "pinsala sa presyon" ng tradisyonal na patong, tiyakin na ang electrolyte layer ay crack - libre, at pagbutihin ang kahusayan ng pagpapadaloy ng ion.