Poruchy povlaku lítium{0}}iónovej batérie pochádzajú z troch hlavných častí: povlakovej kaše, povlakového okna a procesu sušenia povlaku.
V procese prípravy suspenzie neúplná disperzia zavádza aglomerované častice; nedostatočná filtrácia na odstránenie železa zavádza kovové úlomky; a neúplné vákuové odvzdušnenie zanecháva množstvo bublín. Zodpovedajúce defekty povlaku zahŕňajú aglomeráty, kontamináciu kovovými časticami, dierky, pomarančovú kôru atď.
Parametre procesu nanášania (objemový prietok suspenzie, rýchlosť nanášania, medzera štrbiny atď.) presahujúce okienko náteru môžu viesť k unášaniu vzduchu, ochabovaniu, periodickým horizontálnym pruhom a vertikálnym pruhom. Okrem toho, periodické vibrácie z napájacích čerpadiel, nanášacích valcov atď. môžu tiež vytvárať periodické horizontálne pruhy.
Počas procesu sušenia náteru môžu príliš vysoké teploty sušenia spôsobiť chyby, ako je migrácia spojiva, hrubé okraje a praskliny.
Na vytvorenie stabilného a rovnomerného povlaku musia byť počas procesu nanášania súčasne splnené nasledujúce podmienky:
① Stabilné vlastnosti suspenzie, žiadna sedimentácia, žiadne zmeny viskozity, obsahu pevných látok atď.
② Stabilný prívod kalu, ktorý vytvára jednotný a stabilný prietok vo vnútri matrice.
③ Proces poťahovania prebieha v rámci poťahovacieho okna a vytvára stabilné prietokové pole medzi matricou a poťahovacím valcom.
④ Stabilný pohyb fólie, žiadne skĺznutie webu, silné vibrácie alebo vrásky.
Existuje mnoho typov defektov náterového filmu s rôznymi príčinami. Tento článok sa zameriava na štrbinovú-vrstvu pre lítium-iónové batérie, analyzuje niekoľko bežných chýb a poskytuje zodpovedajúce riešenia. Bežné chyby zahŕňajú bodové chyby, okrajové efekty a zubaté chyby.
I. Bodové chyby
1. Dierky
Definícia:Chyba, pri ktorej vzduch unikajúci z pórov materiálu vytvára diery počas procesu sušenia náteru. Bubliny vo vlhkom filme migrujú z vnútornej vrstvy na povrch filmu a prasknú a vytvárajú dierkové defekty. Bubliny pochádzajú hlavne z miešania, transportu poťahovacej kvapaliny a procesu poťahovania.
Opatrenia na zlepšenie:Použite vákuum, vyberte CMC s dobrou disperzibilitou a stabilným výkonom, upravte obsah pevných látok, pomer CMC a SBR atď., upravte rýchlosť a čas miešania.
2. Kráter (zmršťovacia diera)
Definícia:Chyba spôsobená škvrnami s nízkym povrchovým napätím na povrchu substrátu.
Spôsobené rôznymi časticami (prach, olejové škvrny, kovové častice atď.). Prítomnosť cudzích častíc vytvára oblasti s nízkym povrchovým napätím vo vlhkom filme na povrchu častíc. Kvapalný film migruje radiálne okolo častíc a vytvára bodové defekty- podobné kráterom, ako je znázornené nižšie.
Opatrenia na zlepšenie:Filtrujte náterovú kvapalinu na odstránenie železa, kontrolujte prach z prostredia, vyčistite povrch substrátu.
3. Anódové povlakové bubliny
Výčnelok aglomerovaných častíc:Ak sa suspenzia nemieša rovnomerne a vodivé činidlo nie je dispergované, pričom sa tvoria aglomeráty, dochádza k tomuto typu defektu. Ako je znázornené nižšie, na povrchu elektródy sa objavujú veľké plochy výčnelkov. Pozorovanie týchto oblastí pri zväčšení ukazuje, že ide o aglomeráty vodivého činidla.
Opatrenia na zlepšenie:Zlepšite proces miešania kaše, aby ste ich odstránili.
4. Pomarančová kôra
Definícia:Chyba vzhľadu povrchu, kde povlak pripomína textúru pomarančovej kôry.
Príčiny:Počas poťahovania v dôsledku odparovania rozpúšťadla vznikajú v rôznych oblastiach teplotné rozdiely, ktoré vytvárajú rozdiel v koncentrácii medzi hornou a spodnou vrstvou kaše. To vytvára gradient povrchového napätia a prirodzený jav konvekcie, čo spôsobuje migráciu náterového roztoku, čo v konečnom dôsledku vedie k nerovnomernému povrchu náteru a defektom pomarančovej kôry. Príliš rýchle sušenie v sušiarni alebo vysoká rýchlosť horúceho vzduchu môžu spôsobiť, že roztok pred vyrovnaním predčasne stuhne a tiež sa vytvoria defekty pomarančovej kôry.
Opatrenia na zlepšenie:
Znížte rýchlosť sušenia a nechajte roztoku dostatočný čas na vyrovnanie.
Pridajte do roztoku rozpúšťadlá s nízkou prchavosťou, povrchovo aktívne látky atď., aby ste znížili rozdiely v teplote a koncentrácii.
II. Poruchy čiar
1. Škrabance
Definícia:Povrch povlaku je poškriabaný do lineárnych drážok rôznej dĺžky a nepravidelných strán v dôsledku kontaktu s ostrými predmetmi, ako je znázornené nižšie.
Možné príčiny:Aglomeráty veľkých častíc, cudzie predmety alebo veľké častice uviaznuté v medzere štrbiny alebo medzery povlaku; zlá kvalita substrátu spôsobujúca, že cudzie predmety blokujú poťahovaciu medzeru medzi poťahovacím valcom a oporným valcom; poškodenie pery. Okrem toho, počas prevádzky zariadenia môže nerovnomerné napätie alebo neprimerané množstvo vzduchu v rúre spôsobiť škrabanie elektródy počas jazdy, čo môže tiež spôsobiť poškodenie ryhy.
Opatrenia na zlepšenie:Odstráňte častice z okraja alebo štrbiny povlaku, vymeňte filtre, skontrolujte okraj matrice. V prípade problémov spôsobených poškriabaním zastavte linku, aby ste mohli problém vyriešiť, nájdite miesto zoškrabania, odstráňte prekážku alebo vhodne upravte množstvo vzduchu v rúre, aby ste vyriešili poruchu linky poškriabania a zároveň zabezpečili suchosť elektródy.
Veľké častice v kaši:Upravte CMC, predĺžte čas miešania. Použitie rovnomerného CMC s dobrým rozpustením, minimálnym zvyškom vlákna a želatináciou, dobrým hydratačným účinkom, môže dobre rozptýliť častice materiálu; predĺžte čas miešania, vyčistite zvyškové mäkké častice zo sít, preosejte suspenziu.
2. Vertikálne pruhy
Definícia:Pruhované defekty objavujúce sa v povlaku, rovnobežné so smerom pohybu substrátu, nepretržite sa rozširujúce v smere dĺžky, ako je znázornené nižšie.
Možné príčiny:Zvyčajne sa vyskytuje v blízkosti hornej hranice rýchlosti okna povlaku, čo je zreteľnejšie pri tenkých povlakoch. Nerovnomerné rozloženie kaše na povrchu fólie.
Opatrenia na zlepšenie:Upravte viskozitu kaše (nadmerné množstvo dispergačného činidla pridávaného na dosiahnutie rovnomernej disperzie môže spôsobiť príliš vysokú viskozitu; ne{0}}newtonovské správanie tekutín spôsobuje zlé vyrovnanie kaše po prenesení kaše z nanášacieho zariadenia na povrch fólie, pretože sa nerozotiera rovnomerne.); znížiť rýchlosť nanášania (zníženie rýchlosti umožňuje, aby kaša stratila „elasticitu“ a rýchlo sa vyrovnala); zmenšenie poťahovacej medzery medzi poťahovacím valcom a oporným valcom; používajte dobre-dispergujúce dispergátory s primeraným dávkovaním.
3. Horizontálne pruhy
Definícia:Pruhované defekty objavujúce sa v povlaku, kolmo na smer chodu substrátu, presahujúce šírku pásu.
Možné príčiny:mechanické vibrácie; kolísanie rýchlosti webu; periodické výkyvy v prietoku dodávky kalu.
Opatrenia na zlepšenie:Potvrďte, či sa frekvencia mechanického rušenia zhoduje s frekvenciou výskytu horizontálnych pruhov.
4. Vlnitý okraj
Definícia:Vada charakterizovaná vlnitými pruhmi objavujúcimi sa na okraji povlaku.
Chyby zvlnených okrajov spôsobujú dva hlavné dôvody: jeden súvisí s fóliou, napr. neprijateľná drsnosť povrchu fólie, oxidácia fólie, sekundárna kontaminácia počas prepravy alebo odvíjania, to všetko môže spôsobiť problémy s vlnitými okrajmi. V prípade takýchto problémov vymeňte fóliu za novú. Ďalším dôvodom je nesúlad medzi viskozitou kalu a predĺžením podložky. Počas poťahovania môže dlhodobé miešanie v zásobnej nádrži spôsobiť zníženie viskozity alebo slabá zmáčavosť vodivého činidla počas miešania vážne ovplyvňuje viskozitu suspenzie. Zmeny viskozity (zníženie) znamenajú, že súčasné predĺženie podložky už nie je vhodné; nahraďte väčšou predlžovacou podložkou, aby ste vyriešili vlnitý okraj spôsobený znížením viskozity.
5. Praskanie
Definícia:Chyba, pri ktorej sa na povrchu náteru objavujú prepletené trhliny.
Príčiny:Nadmerné alebo príliš rýchle schnutie. V dôsledku nerovnomerného zahrievania rôznych častí elektródy počas odstávky niektoré hrany schnú príliš rýchlo, iné príliš pomaly. Ak sa vnútorné napätie vytvorené v povlaku úplne neuvoľní, popraská.
Opatrenia na zlepšenie:Nastavte čas a rýchlosť sušenia; upravte obsah pevných látok (nízky obsah pevných látok môže spôsobiť príliš rýchle a nadmerné vysychanie povlaku, čo vedie k zvlneniu a praskaniu); z dôvodu napätia poťahového materiálu kontrolujte praskanie nastavením prívodu vzduchu do pece.
III. Okrajové efekty
1. Hrubý okraj (vytvorenie okraja)
Definícia:Chyba, pri ktorej je hrúbka povlaku na oboch okrajoch šírky povlaku väčšia ako priemerná hrúbka. Často sú okraje hrubé a stred tenký, tj hrubý okraj.
príčina:Masová migrácia poháňaná povrchovým napätím. Ako je znázornené nižšie, spočiatku je okraj vlhkého filmu tenší, rozpúšťadlo sa odparuje rýchlejšie ako v strede, čo spôsobuje, že obsah pevnej látky na okraji rýchlo stúpa. Povrchové napätie na okraji je oveľa väčšie ako u centrálneho mokrého filmu. Väčšie povrchové napätie na okraji a rýchlejšie odparovanie rozpúšťadla poháňa kvapalinu z vnútornej časti smerom k okraju, pričom po vysušení vytvára hrubý okraj.
Fenomén hrubého okraja je nepriaznivým defektom. Opatrenia na jej predchádzanie a zmiernenie zahŕňajú:
① Pri konštantnom prietoku kalu, zmenšenie veľkosti štrbiny zvyšuje výstupnú rýchlosť kalu z matrice, čím sa znižuje pomer unášacej sily kalu, čím sa znižuje hrúbka hrubého okraja. Avšak menšia veľkosť štrbiny vytvára vyšší vnútorný tlak v matrici, čo ľahšie spôsobuje napučiavanie okraja matrice, čo vedie k nerovnomernej rovnomernosti priečnej hrúbky povlaku, čo si vyžaduje vyššiu presnosť nanášacieho zariadenia.
② Zníženie medzery povlaku môže obmedziť hrúbku a šírku hrubého okraja.
③ Znížte povrchové napätie kalu, napr. pridaním povrchovo aktívnych látok, aby ste zabránili toku kalu smerom k okraju počas sušenia.
④ Optimalizujte výstupný tvar štrbinovej podložky, aby ste zmenili smer rýchlosti toku a veľkosť kalu, znížili stav napätia okrajového kalu a oslabili efekt okrajového napučiavania kalu.
[Návrh interného odkazu: Prepojte „zariadenia na nanášanie s vyššou presnosťou“ s našou produktovou stránkou pre presné natierače a „vlastnosti kaše“ s našimi stránkami s dodávkami materiálu alebo technickou podporou]
2. Prehĺbenie okrajov
Definícia:Podobne ako pri líniových defektoch typu okrajovej depresie.
príčina:Kľúčový faktor spôsobujúci chyby v línii depresie hrán súvisí s tlakom povlaku. Keď je tlak povlaku vo vnútri dutiny formy relatívne nízky, na okrajových polohách povlaku elektródy dochádza k prehĺbeniu okraja.
Opatrenia na zlepšenie:Jednou z metód je pridanie teflónu na obe strany dutiny formy, aby sa zvýšil tlak na povrchovú úpravu okrajov, zlepšilo sa množstvo povlaku okrajov a vyriešilo sa prehĺbenie okrajov. Druhým je zníženie hrúbky podložky, tiež zvýšenie tlaku povlaku dutiny a zabránenie prehĺbeniu okraja.
3. Vráskavosť
Definícia:Chyba, pri ktorej sa na povlaku počas procesu sušenia objavujú vrásky.
Medzi hlavné faktory patria: napätie pri odvíjaní/prevíjaní, pomery kotúčov, špecifikácie medenej fólie (bežnejšie pri širokých, tenkých typoch), priemer hriadeľa navíjania, hustota navíjania PET fólie atď.
Protiopatrenia na zlepšenie:Optimalizujte krivky napätia, zmeňte pomery kotúčov, upravte regulačné kotúče a zvýšte hustotu navíjania PET filmu na kotúče.
4. Weak Edge / Fuzzy Edge
Definícia:Farebný rozdiel medzi potiahnutým materiálom a okrajovým materiálom je malý, bez jasného ohraničenia; nepresná detekcia hrán v dôsledku slabej hrany môže viesť k nepresnému meraniu vzdialenosti, čo následne ovplyvní-následné prepojenie korekcie odchýlky.
Príčiny:Materiál sa kýva doľava a doprava; rôzne materiály/kaše majú rôzne odtiene šedej; interferencia z defektov vzhľadu na okraji povlaku atď.
Opatrenia na zlepšenie:Optimalizujte zobrazovací systém a algoritmus detekcie hrán.
Medzi ďalšie bežné chyby povlaku patria: unášanie vzduchu, priečne vlny, ochabnutie, rivulet, expanzia, hĺbenie atď.
Zložitosť defektov povlaku
Poruchy povlaku, od ich príčin až po metódy eliminácie a dokonca metódy kontroly, sú pomerne zložité.
Po prvé, faktory spôsobujúce poruchy sú zložité. Každá jednotková operácia alebo procesný krok v procese náteru môže ovplyvniť kvalitu náteru, čo vedie k chybám kvality v konečnom produkte. Okrem priamych účinkov faktorov spôsobujúcich defekt- môžu defekty spôsobiť aj interakcie medzi rôznymi faktormi.
Po druhé, určenie zdroja defektov je zložité. Chyby sa môžu objaviť v tom istom kroku procesu alebo až po niekoľkých operáciách. Niekedy sa na nanášacej stanici zistia šmuhy po nátere, ale zmiešané alebo znečistené defekty sa stanú viditeľnými až po ukončení sušenia. Dokonca aj chyby substrátu sa nemusia zistiť, kým sa konečný produkt neprevinie alebo po rozrezaní.
Po tretie, výskyt defektov je náhodný. Chyby sa môžu vyskytnúť v ktorejkoľvek fáze cyklu vývoja produktu, od laboratórnej-prípravy kalu, cez pilotné nanášanie až po zväčšenú-výrobu. Každá fáza môže mať iné chyby a odstránenie v počiatočnej fáze nezaručuje, že ďalšia fáza-bez chýb. Čo je zložitejšie, podobné chyby vzhľadu môžu mať mnoho príčin a príčina sa môže zakaždým líšiť, napríklad v prípade bublín, škvŕn alebo vlniek.
Nakoniec, chyby môžu byť tiež určené počiatočným dizajnom nanášacieho zariadenia a výkonom každej hardvérovej jednotky na výrobnej linke náteru. Natierač môže byť vhodný pre produkt, pre ktorý bol pôvodne prispôsobený, ale zmeny produktu alebo rozdiely v nákladoch môžu spôsobiť, že natierač nebude schopný splniť požiadavky.
Vyššie uvedená analýza poukazuje na zložité problémy pri poťahovaní elektród lítium{0}}iónových batérií. Dosiahnutie konzistentných,{2}}kvalitných výsledkov si vyžaduje nielen hlboké technické znalosti, ale aj presné vybavenie, stabilné materiály a bezproblémovo integrovanú výrobnú linku.
oTOB NOVÁ ENERGIA, sme vaším oddaným partnerom pri prekonávaní týchto výziev. Poskytujeme komplexné{1}}riešenia{2}}, ktoré premosťujú priepasť medzi výskumom a vývojom a hromadnou výrobou a zabezpečujú, že vaše procesy sú optimalizované z hľadiska kvality, efektívnosti a výnosu.
Naše základné služby:
Na kľúčRiešenia výrobných liniek batérií:Od návrhu a konštrukcie továrne až po výber zariadenia, inštaláciu, uvedenie do prevádzky a školenie personálu dodávame kompletné, pripravené{0}}na{1}}prevádzkové výrobné linky prispôsobené vášmu rozpočtu a výstupným cieľom.
Riešenia pilotnej linky a laboratórnej linky:Zrýchlite svoj výskum a vývoj a zväčšite-našimi prispôsobenými pilotnými a experimentálnymi linkami, ktoré sú navrhnuté tak, aby poskytovali presné a škálovateľné údaje pre masovú výrobu.
Špičková{0}}podpora technológie batérie Edge:Využite náš{0}}interný tím odborníkov na poradenstvo v oblasti pokročilých technológií vrátane-polovodičových batérií, sodíkových-iónových batérií, lítium-sírových batérií a procesu suchých elektród. Ponúkame komplexnú podporu na zvýšenie výkonu buniek z hľadiska kapacity, rýchlosti, životnosti a bezpečnosti.
Prispôsobené vybavenie pre všetky fázy:Dodávame na mieru-nanášacie zariadenie a ďalšie základné vybavenie pre laboratórne, pilotné a sériovo vyrábané fázy, všetko vyrobené podľa vašich špecifických požiadaviek.
KomplexnéMateriál batérieDodávka:Získajte prístup k širokému sortimentu-kvalitných materiálov na batérie, ktoré podporia vaše potreby v oblasti výskumu a výroby.
Poďme spolu budovať budúcnosť energie.
Navštívte našu webovú stránku a zistite, ako je to u násRiešenia výrobných liniek batériíaSlužby vybavenia na mierumôže posilniť váš úspech. Prosím o technickú spoluprácuKontaktujte násdnes.
