O princípio e a função da máquina de calandragem de eletrodo de bateria

As baterias de íon de lítio são amplamente utilizadas em vários campos, como veículos elétricos, eletrônicos de consumo, armazenamento de energia e aeroespacial. O desempenho e a qualidade das baterias de íon de lítio dependem de os materiais dos eletrodos e seus métodos de processamento. Um dos principais processos na fabricação de eletrodos é a calandragem, que é a compressão do pasta de eletrodo revestida na folha do coletor de corrente por um par de rolos. A calandragem pode melhorar a densidade, condutividade, adesão e mecânica resistência do eletrodo, além de reduzir a espessura e a porosidade. Entretanto, a calandragem também apresenta algumas desvantagens, como rachaduras, delaminação, acúmulo de estresse e perda de capacidade. Portanto, é importante otimizar os parâmetros de calandragem e selecionar o equipamento apropriado para diferentes tipos e especificações de eletrodos.

Uma máquina de calandragem de eletrodo de bateria(máquina de prensagem)é um dispositivo que consiste em dois ou mais rolos que giram em direções opostas e aplicam pressão sobre o material que passa por eles. Existem vários tipos de máquinas de calandragem, como dois rolos, três rolos, quatro rolos e vários rolos calendários. Entre eles, a calandra de dois rolos é a mais comumente utilizada para calandragem de eletrodo de bateria de íon de lítio. Uma calandra de dois rolos tem dois rolos cilíndricos com folga e pressão ajustáveis. A folha do eletrodo é alimentada na abertura e comprimido pelos rolos. A espessura e densidade do eletrodo pode ser controlado ajustando a lacuna e a pressão.

O escopo de aplicação dos dois rolos máquina de calandragem para eletrodos de bateria de íon de lítio depende de vários fatores, como o material do eletrodo, método de revestimento, espessura do revestimento, material do rolo, diâmetro do rolo, velocidade do rolo e temperatura do rolo. De modo geral, a calandra de dois rolos é adequada para eletrodos com espessura de revestimento moderada (10-50 mícrons), alta densidade (1,5-2 g/cm3) e baixa porosidade (30-40%). O material do rolo deve ser duro e liso, como aço ou aço cromado. O diâmetro do rolo deve ser grande o suficiente para evite tensão de flexão excessiva na folha do eletrodo. A velocidade do rolo deve ser compatível com a velocidade de alimentação para evitar escorregões ou rasgos. O rolo a temperatura deve ser mantida à temperatura ambiente ou ligeiramente superior para evitar expansão térmica ou contração do eletrodo.

O princípio de funcionamento do rolo duplo máquina de calandragem para eletrodos de bateria de íon de lítio é baseada no teoria da deformação elástico-plástica. Quando a folha do eletrodo entra na lacuna entre os rolos, ele sofre primeiro a deformação elástica, o que significa que pode recuperar sua forma original após o descarregamento. À medida que a pressão aumenta, a folha do eletrodo atinge seu ponto de escoamento e sofre deformação plástica, o que significa que retém alguma deformação permanente após o descarregamento. O a deformação plástica pode reduzir a espessura e aumentar a densidade do eletrodo. No entanto, se a pressão for muito alta, pode causar danos irreversíveis danos à estrutura e propriedades do eletrodo, como rachaduras, delaminação ou perda de capacidade.

A função do equipamento do eletrodo de bateriamáquina de calandragem para eletrodos de bateria de íon de lítio é melhorar o desempenho e qualidade dos eletrodos, otimizando seu desempenho físico parâmetros. Usando uma calandra de dois rolos, pode-se alcançar:

- Maior densidade: A calandragem pode aumentar a densidade de empacotamento das partículas de material ativo e reduz o espaço vazio entre eles. Isso pode melhorar a condutividade, a capacidade e o ciclo de vida do o eletrodo.

- Espessura inferior:A calandragem pode reduzir o espessura do eletrodo e aumentar sua capacidade específica (capacidade por área da unidade). Isto pode reduzir o peso e o volume da bateria e melhorar sua densidade de energia.

- Melhor adesão: A calandragem pode melhorar a adesão entre a camada de material ativo e a folha coletora de corrente, bem como entre diferentes camadas do eletrodo (como aglutinante, aditivo condutor e separador). Isto pode melhorar a resistência mecânica e estabilidade do eletrodo.

- Porosidade uniforme: A calandragem pode criar uma distribuição uniforme de poros no eletrodo, o que pode facilitar a infiltração de eletrólitos e transporte de íons. Isso pode melhorar a taxa desempenho e segurança da bateria.