Analyse der Beschichtungstechnologie für Lithium-Ionen-Batterien

Bekanntlich besteht das positive Elektrodensubstrat von Lithium-Ionen-Batterien aus Aluminiumfolie und das negative Elektrodensubstrat aus Kupferfolie. Nach der Beschichtung wird es zu einer positiven und einer negativen Elektrodenspule verarbeitet, die dann für den nächsten Verarbeitungsschritt verwendet werden. Die Qualität der Herstellung der Elektrode bestimmt grundsätzlich die Leistung der Batterie, und die Beschichtung des Substrats ist ein sehr wichtiger Teil des gesamten Batterieherstellungsprozesses!

Das Beschichtungsverfahren hat sich von der Tauchbeschichtung und Extrusion zur fortschrittlichsten doppelseitigen Simultanbeschichtung weiterentwickelt, alles mit dem Ziel, die Beschichtungsqualität und Leistung der Elektrode zu verbessern. Einige wirtschaftlich starke Einheiten in China haben viel Geld investiert, um teure Elektrodenbeschichtungsmaschinen im Ausland einzuführen, um zuverlässige Lithium-Ionen-Batterien herzustellen.

 

Der allgemeine Prozess der Beschichtung: Das Beschichtungssubstrat (Metallfolie) wird von der Abwickelvorrichtung abgenommen und der Beschichtungsmaschine zugeführt. Der Anfang und das Ende des Substrats werden am Spleißtisch zu einem Endlosstreifen verbunden und dann durch die Zugvorrichtung der Spannungseinstellvorrichtung und der automatischen Korrekturvorrichtung zugeführt. Nach Einstellung der Spannung und Position der Folienbahn gelangen sie in die Beschichtungseinrichtung. Die Polarpaste wird entsprechend der vorgegebenen Beschichtungsmenge und Rohlingslänge in der Beschichtungseinrichtung abschnittsweise beschichtet. Bei der beidseitigen Beschichtung werden die vordere Beschichtung und die Platinenlänge automatisch für die Beschichtung nachgeführt. Die beschichtete Nasselektrode wird zum Trocknen in den Trocknungskanal geschickt und die Trocknungstemperatur wird entsprechend der Beschichtungsgeschwindigkeit und Beschichtungsdicke eingestellt. Nach dem Trocknen werden die Polarisatoren auf Spannung eingestellt und automatisch korrigiert, bevor sie für den nächsten Verarbeitungsschritt aufgerollt werden.
Die Beschichtung der Polarpaste ist relativ dick, mit einer großen Beschichtungsmenge und einer hohen Trocknungslast. Die derzeit am häufigsten verwendete Technologie ist die Heißluft-Pralltrocknung. Das Substrat der positiven Elektrode besteht aus Aluminiumfolie, die aktive chemische Eigenschaften hat und leicht oxidiert. Bei der Herstellung von Aluminiumfolie entsteht ein dichter Oxidfilm, der eine weitere Oxidation der Folie verhindert. Aufgrund der dünnen und porösen Beschaffenheit des Oxidfilms ist er weich und weist gute Adsorptionseigenschaften auf. Allerdings können hohe Temperaturen und Luftfeuchtigkeit diesen Oxidfilm beschädigen und die Oxidationsreaktion beschleunigen. Derzeit verwenden die meisten von ihnen die einseitige Beschichtungsmethode. Wenn die erste Seite beschichtet wird, ist die andere Seite vollständig der Heißluft ausgesetzt, während die trockene Heißluft zum Beschichten (auf Ölbasis) etwa 130 Grad warm sein muss. Wenn der Feuchtigkeitsgehalt in der heißen Luft nicht wirksam kontrolliert wird, verstärkt dies die Oxidation der Aluminiumfolie und beeinträchtigt die Bindung zwischen dem positiven Elektrodenmaterial und der Aluminiumfolie und führt sogar zu einer Ablösung.
Hersteller von Beschichtungsmaschinen in den Vereinigten Staaten und Japan haben eine beidseitige simultane Beschichtungstechnologie entwickelt, um die Energieeffizienz- und Aluminiumfolienoxidationsprobleme von Einschichtbeschichtungsmaschinen anzugehen und das Problem der Aluminiumfolienoxidation während der Beschichtung vollständig zu lösen. Allerdings ist der exorbitante Preis doppelseitiger Simultanbeschichtungsmaschinen für normale Batteriehersteller nicht erschwinglich.