锂离子电池是一种高容量命环保电池,具有诸多优点,是目前性能优的二次电池产品,广泛应用于储能、电动汽车、便携式电子产品等领域。
但是,锂离子电池在能量密度、功率密度、寿命、环境适应性、安全和成本方面均有较大的改进空间。电池极片充当着电池充放电的载体作用,是整个锂电池的核心,直接决定电池的电化学性能甚至安全性。
因此,极片制作工艺是制造过程中的基础工艺,所以对于此环节所用设备的精度、智能化水平、生产性能的可靠性等要求非常高[1-2]。
电池极片是一种颗粒涂层组成的多孔复合材料,涂层均匀的涂敷在金属集流体上,极片主要由四部分组成[3]:(1)活性物质颗粒;(2)导电剂和黏结剂混合组成相(碳胶相);(3)孔隙,填满电解液;(4)金属集流体。
锂离子电池工作时电解液渗入多孔电极的孔隙中,在液-固两相界面上进行电极反应,电极结构主要包括组分、孔隙结构、各组分的分散状态及电极厚度及其均一度、比表面积等参数。
极片制造工艺一般流程为:活性物质,粘结剂和导电剂等混合制备成浆料,然后涂敷在铜或铝集流体两面,经干燥后去除溶剂形成干燥极片,极片颗粒涂层经过压实致密化,再裁切或分条。
良好的电极烘干工艺应该在电极水分含量满足要求的同时,又要尽量的节省烘烤时间,减少烘烤能量消耗。锂离子电池生产中用到的材料种类很多,不同种类在烘烤过程中水分蒸发的特性不同(电极材料的比表面积、亲水性、与水分子键合的强度是影响锂离子电池含水量的关键因素之一),
例如相比于传统的钴酸锂材料,高镍的NCA和NCM材料更加容易吸收水分,因此在制定烘烤工艺时需要根据材料的物理特点,制定针对性的烘烤工艺——节省烘干过程中的能耗,降低生产升本,提高电池利润率。
深圳裕隆钴酸锂废电池回收公司回收1.镍钴电池类:钴酸锂、钴粉、三元材料、镍钴锰酸锂、四氧化三钴、氧化钴、氧化亚钴、碳酸钴、电池正负极、铝钴纸
挤压式涂布作为一种精密的湿式涂布技术,工作时浆料在一定压力、一定流量下经过过滤装置、传送装置后沿着涂布模具的缝隙挤压喷出而转移到基材上。
相比其它涂布方式具有很多优点,如涂布速度快、精度高、湿厚均匀、涂布系统封闭,在涂布过程中能防止污染物进入,浆料利用率高、能够保持浆料性质稳定,可同时进行多层涂布等等优点。
并能适应不同浆料粘度和固含量范围,与转移式涂布工艺相比具有更强的适应性。
电池极片涂布过程中,如果极片表面密度不同,则在辊压过程中会出现一片过辊压而另外一片辊压不足。
在极片走带过程中,张力控制相同的情况下,辊压不足的地方则会出现部分活物质脱落甚至断箔的现象。控制收卷张力,防治大颗粒杂质落到极片表面可以有效减少极片断裂。
电池极片滚压厚度反弹主要是因为极片滚压后残余弹性变形量大、环境湿度大所致。可以通过热滚压、慢速辊压、高速滚压、减低环境相对湿度等措施解决。
电池极片板型不平整主要是因为极片滚压变形量不均匀、前后张力小且不均匀或极片涂布厚度误差所致
从电池能量密度来看,极片活性物质的压实密度影响电池的能量密度和功率密度。
从电池内阻角度来看,因为极片上活性物质的压实密度和脱落程度影响着电池的欧姆内阻和电化学内阻,从而影响着电池的各种性能。
从电池安全角度来看,极片上活性物质的压实密度均匀性,电池极片滚压造成的表面粗糙度会影响电池负极析锂、正极析铜、尖角放电,从而会造成安全隐患。
从加工状态来看,辊压后极片的理想状态是极片表面平整、在光下光泽度一致、留白部分无明显波浪、极片无大程度翘曲