O controle da uniformidade do revestimento da bateria de lítio envolve vários fatores em vários aspectos, como pessoal, maquinário, materiais, métodos e meio ambiente. No entanto, os fatores fundamentais estão diretamente relacionados às condições do processo de revestimento, incluindo o substrato de revestimento, o adesivo, o rolo de aço/rolo de borracha de revestimento e a máquina de laminação.
1. Substrato de revestimento: Os principais fatores são o tipo de material, propriedades de superfície, espessura e sua uniformidade.
2. Adesivo: As principais considerações são a viscosidade de trabalho, afinidade e adesão à superfície do substrato.
3. Rolo de aço de revestimento: Como transportador direto do adesivo e referência de suporte para o substrato de revestimento e rolo de borracha, é o núcleo de todo o mecanismo de revestimento. Fatores como tolerância geométrica, rigidez, qualidade de equilíbrio dinâmico e estático, qualidade da superfície, uniformidade de temperatura e deformação térmica afetam a uniformidade do revestimento.
4. Rolo de Borracha de Revestimento: O rolo de borracha é uma variável essencial para a qualidade do revestimento. Seu material (por exemplo, durabilidade da camada de borracha), dureza, tolerância geométrica, rigidez, qualidade de equilíbrio dinâmico e estático, qualidade de superfície e deformação térmica também influenciam a uniformidade do revestimento.
5. Máquina de laminação: Serve como plataforma fundamental para revestimento. Além da precisão e sensibilidade do rolo de aço de revestimento e do mecanismo de prensagem do rolo de borracha, ele também abrange a velocidade operacional projetada e a estabilidade geral da máquina.
Os fatores que influenciam a uniformidade do revestimento diferem nas direções lateral e longitudinal, necessitando de diferentes medidas de controle. Estas medidas dizem respeito tanto ao projeto e à fabricação da máquina, como também ao controle operacional e de processo.
Na prática, garantir um revestimento uniforme envolve tanto ajustes técnicos nas máquinas quanto procedimentos operacionais precisos.
Uniformidade lateral do revestimento e seu controle
A uniformidade do revestimento na direção da largura é influenciada principalmente pelos seguintes fatores:
A principal referência para garantir a precisão do revestimento é a tolerância geométrica e a rigidez do rolo de aço. Durante a operação, a tolerância geométrica, a rigidez, a precisão do equilíbrio, a precisão da montagem e o sistema integrado de aquecimento e isolamento do rolo de aço afetam diretamente o estado do adesivo, influenciando assim a taxa de transferência e a uniformidade do revestimento. Portanto, projetar e selecionar rolos de aço de alta precisão e resistentes ao desgaste é uma tarefa fundamental.
Os rolos de borracha, especialmente o rolo de borracha de revestimento, são o principal fator ou variável de influência para a uniformidade do revestimento lateral. O material, a tolerância geométrica, a rigidez, a dureza da camada de borracha, o equilíbrio dinâmico do rolo de borracha, a estrutura de suporte, o ajuste de pressão e outros fatores impactam significativamente a uniformidade do revestimento. Por ser um eixo delgado, a rigidez do rolo de borracha é o fator de influência mais pronunciado. Do ponto de vista do uso, a limpeza da superfície do rolo de borracha também é uma variável de produção essencial que afeta a uniformidade do revestimento do rolo de borracha. Portanto, a qualidade e a manutenção dos rolos de borracha requerem um controle meticuloso.
Como é evidente a partir da análise acima, quanto maior o substrato ou a largura do revestimento, mais difícil se torna garantir a uniformidade do revestimento. Quando a largura do revestimento atinge um determinado valor, a uniformidade do revestimento pode se tornar o principal desafio para a precisão de toda a máquina de laminação sem solvente.
Uniformidade longitudinal do revestimento e seu controle
A uniformidade longitudinal do revestimento, também conhecida como uniformidade ao longo da direção de alimentação do substrato, é determinada por vários fatores, incluindo:
Em condições normais, quando a máquina opera a uma velocidade estável, a taxa de transferência do adesivo permanece consistente, levando a um revestimento uniforme. No entanto, durante a aceleração ou desaceleração, a taxa de transferência do adesivo pode sofrer alterações ligeiras a significativas, afetando a uniformidade do revestimento. Portanto, o projeto da máquina deve incorporar o pré-processamento correspondente para minimizar os efeitos de partidas frequentes ou mudanças de velocidade na uniformidade do revestimento.
A prensagem de rolos de aço e borracha não resulta apenas em deformação por flexão e compressão, mas também em deformação térmica após operação contínua. Estas deformações afetam as condições de pressão e a largura de contato na área de contato, influenciando posteriormente a taxa de transferência e a uniformidade do revestimento. O material e a dureza do rolo de borracha às vezes afetam significativamente a uniformidade do revestimento. Assim, o impacto dessas deformações deve ser cuidadosamente considerado durante o projeto da máquina, enfatizando a seleção e o projeto de rolos de borracha duráveis e de alta qualidade.
A duração do tempo de inatividade durante o processo também afeta a viscosidade do adesivo no tanque de cola e nos rolos de borracha e aço do sistema de revestimento, influenciando potencialmente a uniformidade do revestimento. Portanto, é crucial controlar o tempo de inatividade para evitar aumentos excessivos de viscosidade no adesivo.
O mecanismo de controle e a estrutura do volume de aplicação de adesivo em máquinas de laminação sem solvente são fatores vitais, embora muitas vezes esquecidos, que afetam a uniformidade longitudinal do revestimento. O método de ajuste e controle do volume do adesivo impacta significativamente a precisão do controle e a velocidade de resposta.
Por exemplo, as modernas máquinas de laminação sem solventes normalmente empregam métodos de revestimento por transferência de múltiplos rolos, controlando o volume do adesivo através de diferenças de velocidade. No entanto, algumas máquinas ajustam o volume do adesivo modificando os intervalos de dosagem, o que geralmente resulta em velocidades de resposta lentas e baixa precisão e uniformidade do revestimento.
Certas máquinas de laminação sem solvente não podem definir contínua ou arbitrariamente a largura de aplicação de cola, ou a largura de distribuição de cola difere da largura de aplicação, levando a zonas mortas (áreas próximas a barragens de cola) dentro do tanque de cola. Com o tempo, a concentração de adesivo perto das barragens de cola pode aumentar ou tornar-se turva, reduzindo a taxa de transferência do adesivo localmente (nas bordas), afetando diretamente a uniformidade da transferência. Isto resulta em menor volume de adesivo em determinadas áreas, normalmente nas bordas em comparação com a região central. Este tipo de irregularidade, manifestando-se principalmente como não uniformidade lateral, é causado pela operação contínua e pode repetir-se com base no momento da adição do adesivo. Assim, é essencial selecionar máquinas de laminação com controle racional do volume de adesivo e capacidade de definir arbitrariamente a largura de distribuição da cola.
Os factores ambientais tornam-se mais evidentes durante a produção contínua prolongada, uma vez que as alterações na humidade relativa e na temperatura podem afectar as condições do revestimento adesivo até certo ponto.
Em resumo, somente quando a uniformidade lateral e longitudinal é garantida é que a uniformidade geral do revestimento pode ser alcançada. Embora a uniformidade lateral seja frequentemente mais influenciada pela própria máquina, a uniformidade longitudinal é mais difícil de controlar devido à multiplicidade de factores que a afectam durante a produção a longo prazo ou em massa.
É claro que os principais fatores que influenciam a uniformidade do revestimento variam em prazos curtos, médios e longos, necessitando de medidas correspondentes com base em diferentes cenários.
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