Kalanderproces van batterij-elektroden

Wat is kalanderen:

Het kalanderen van batterijelektroden is een belangrijke stap in het productieproces van lithium-ionbatterijen en heeft tot doel elektroden te verkrijgen die aan de ontwerpvereisten voldoen. Kalanderen is een noodzakelijk proces. Na het coaten en drogen van de elektrode is de afpelsterkte tussen het actieve materiaal en de stroomcollectorfolie laag. Op dit moment moet het worden gekalanderd om de hechtsterkte tussen het actieve materiaal en de folie te verbeteren om te voorkomen dat het loslaat tijdens onderdompeling in de elektrolyt en bij gebruik van de batterij.

Het doel van kalanderen:

Het kalanderproces houdt het oppervlak van de elektrode glad en vlak. Het kan kortsluiting in de batterij voorkomen die wordt veroorzaakt door bramen op het elektrodeoppervlak die de scheider doorboren en verbetert de energiedichtheid van de batterij. Het kalanderproces kan het elektrodemateriaal dat op de stroomcollector van de elektrode is gecoat, verdichten, waardoor het volume van de elektrode wordt verminderd, de energiedichtheid van de batterij wordt verhoogd en de levensduur en de veiligheidsprestaties van de lithiumbatterij worden verbeterd.

 

Eenmaal kalanderen en secundair kalanderen:

Eenmaal kalanderen betekent slechts één keer rollen om de elektrode de ontworpen dikte en dichtheid te laten bereiken.

Bij secundair kalanderen wordt de elektrode eerst tot een bepaalde dikte gerold en vervolgens door de tweede walsing de ontworpen dikte en dichtheid bereikt.

Verschil:

Zodra kalanderen gemakkelijk kan leiden tot kraken en verpulveren van actieve deeltjes, en de poriediameter boven de elektrode (weg van de koperfolie) zal groter zijn dan de poriediameter onder het poolstuk (dicht bij de koperfolie).

Secundair kalanderen vermindert niet alleen het breken van actieve deeltjes zoveel mogelijk, maar maakt ook de poriegrootteverdeling in de poolstukken uniform, waardoor de infiltratie van elektrolyt wordt bevorderd en uiteindelijk de prestaties van de batterij worden verbeterd.

 

Heet kalanderen en koud kalanderen:

Koudkalandertechnologie: Er vindt geen verwarming plaats tijdens het walspersproces en de temperatuurverandering wordt niet handmatig geregeld.

Heetkalandertechnologie: Kalandertechnologie die de verwerkte materialen voorverwarmt en een verwarmingsrol met uiterst nauwkeurige temperatuurregeling gebruikt om de verwerkte materialen te walsen.

 

Voordelen van warmwalstechnologie: 

Naarmate de temperatuur van de gerolde elektrode stijgt, wordt het bindmiddel in de elektrodecoating zachter, wordt de vervormingsweerstand verminderd en is verdichting gemakkelijk, waardoor de oppervlaktedikte van het poolstuk uniformer wordt.

Door nauwkeurige temperatuurregeling heeft de technologie van verwarmde rollen daarom de volgende voordelen:

(1) Verlaag de verwerkingsdruk en de walskracht kan tot 62% worden verminderd.

(2) Verminder het terugveren van de elektrode met ongeveer 50%, waardoor de volumedichtheid van de batterij effectief toeneemt.

(3) Verbeter de hechtkracht tussen het coatingmateriaal en de stroomcollector, verminder schade aan het bindmiddel in de batterijelektrode en verbeter effectief de levensduur van de cyclus.

(4) Absorbeer de hitte tijdens het walsproces en verbeter de consistentie van de batterij.

(5) Vermindert de interne weerstand van de batterij en vele andere voordelen.

Momenteel is de technologie voor het persen van vlakke platen door de markt geëlimineerd en is de technologie voor koud kalanderen al lange tijd ontwikkeld, en de technologie is volwassen en wordt in massa geproduceerd op de markt. Vergeleken met de koude kalandertechnologie heeft de uiterst nauwkeurige warmkalandertechnologie vele voordelen, zoals het verminderen van de druk, het verminderen van batterijmateriaalverlies, het verlengen van de levensduur van de batterij en het verbeteren van de batterijconsistentie. Daarom zou de verwarmde kalandertechnologie in de toekomst de belangrijkste ontwikkelingsrichting van de kalandertechnologie kunnen zijn.