CN215430810U - Wals- en persmachine voor lithiumbatterij-elektroden

Kalandren is de stap waarin de elektrodekwaliteit wordt vastgelegd of verloren gaat. Pers te licht en de coating blijft poreus, met een slecht deeltje-op-deeltje-contact. Pers te hard en u vernietigt de capaciteit die u zojuist heeft aangebracht - het octrooi vermeldt het mechanisme duidelijk: een overmatige verdichtingsdichtheid dwingt actieve materiaaldeeltjes te dicht tegen elkaar aan, de polarisatie stijgt, de werkspanning daalt en de cel levert minder capaciteit dan het coatinggewicht beloofde.

Tussen die twee faalwijzen bevindt zich een smal venster, en een pers die één vaste druk uitoefent via één vaste knijpzone kan daar niet betrouwbaar binnen blijven. CN215430810U, ingediend op 1 september 2021, splitst de verdichting op in twee onafhankelijk geregelde trappen, voegt warmte toe voor de definitieve knijpzone en reinigt zichzelf - ongebruikelijk genoeg - tijdens de werking.

Octrooi-informatie

Het productieprobleem dat dit octrooi oplost

De beschrijving identificeert drie afzonderlijke defecten in walsenpersen die destijds in gebruik waren.

Overmatige verdichting vernietigt de capaciteit.Wanneer de verdichtingsdichtheid te hoog wordt opgevoerd, worden deeltjes van het actieve materiaal in overmatig onderling contact geperst. De polarisatie neemt toe, de werkspanning onder belasting daalt en de bruikbare capaciteit daalt tot onder wat het coatinggewicht zou moeten leveren. Het defect is onzichtbaar bij de pers en verschijnt pas bij de capaciteitsclassificatie - op welk punt een hele rol al is verwerkt.

Spanningsvariatie veroorzaakt diktevariatie.Het octrooi stelt dat de spanningsprestaties en het warmwalseffect van de elektrode "een van de twee belangrijke invloedsfactoren" zijn.Verschillende webspanningen veranderen de plasticiteit van het elektrodemateriaal, en die verandering plant zich direct voort in de dikte die de persspleet verlaat. Een pers met een enkele vaste druk heeft geen mechanisme om dit te compenseren.

Reinigen vereist het stoppen van de machine.Metaalfragmenten en coatingstof hopen zich tijdens de productie op de roloppervlakken op. Bij een conventionele pers is de enige remedie het stilleggen van de lijn. Op een productievloer is die stilstand - niet de reiniging zelf - de werkelijke kostenpost.

De kernaanpak: Scheid de twee taken die kalanderen moet uitvoeren

Van een enkele persspleet wordt gevraagd om twee onverenigbare dingen tegelijk te doen: losse coating consolideren tot een dichte laag, en een nauwkeurige einddikte behouden. Die twee taken vereisen verschillende drukniveaus.

CN215430810U scheidt ze. Het web passeert eerst een lichte persfase, daarna een zware persfase, elk op zijn eigen hefcilinder. Consolidatie vindt plaats in de eerste doorgang; de uiteindelijke afmeting wordt in de tweede ingesteld. Omdat de twee cilinders onafhankelijk zijn, stelt de operator twee afzonderlijke openingen in in plaats van één compromiswaarde - het octrooi stelt dat "omdat de lichte-drukhefcilinder en de zware-drukhefcilinder zijn aangebracht, verschillende extrusiediktes kunnen worden gerealiseerd."(Zie index 60)

Warmte wordt om dezelfde reden tussen de fasen toegevoegd. Het verwarmen van de elektrode verhoogt de plasticiteit van het materiaal, waardoor de doeldichtheid bij een lagere mechanische druk wordt bereikt - wat precies het mechanisme is dat de hierboven beschreven schade door overmatige verdichting voorkomt. De pers bereikt dichtheid door temperatuur in plaats van door kracht.

Structurele specificatie

Walsentrein, in volgorde van het web

Onafhankelijke hefmechanismen

De licht-persende onderste rol is gelast aan een licht-persend hefframe, aangedreven door de zuigerstang van een licht-persende hefcilinder. De zwaar-persende onderste rol heeft zijn eigen zwaar-persend hefframe en zwaar-persende hefcilinder. Twee afzonderlijke actuatoren betekenen dat de twee spleten onafhankelijk van elkaar worden ingesteld en behouden. Geen van beide stappen beperkt de andere.

Geleide rolverplaatsing

Linker en rechter geleidegroeven in de tussenconstructie grijpen in op schijven gemonteerd aan beide zijden van elke persrol. De groeven beperken de verticale verplaatsing tot één enkele as, terwijl de schijven de glijwrijving verminderen, zodat een commando voor spleetverandering telkens exact dezelfde werkelijke spleetverandering oplevert in plaats van vast te lopen en door te schieten.

In-line verwarmingsrol

Een verwarmingsholte in de metalen verwarmingsrol bevat een ingebouwde verwarmingsbuis die is aangesloten op een externe voeding. De warmte wordt toegepast op de baan zelf in de rollentrein, niet in een afzonderlijke ovenfase.

Continu opvangen van magnetisch afval

Een elektromagneet is gemonteerd op een dwarsframe boven de zware bovenste persrol. Deze gebleven metaalfragmenten en stof continu adsorberen tijdens de productie.

Deze plaatsing is bewust gekozen. De zware bovenste rol bevindt zich bij de laatste walsspleet waar de elektrode langs komt, dus elk ijzerhoudend deeltje dat voor dat punt niet is verwijderd, wordt in de voltooide elektrode geprest - waar het een potentieel interne kortsluiting wordt in de gemonteerde cel, en geen cosmetische beschadiging.

Aandrijving

De motorframe draagt vier motoren, die de rollentrein aandrijven.

Geclaimde voordelen

Hoe het zich verhoudt tot walsenpersen met enkele druk

De specificatie identificeert drie tekortkomingen in de toenmalige walsenpersen: de dichtheid kon niet worden aangepast tijdens de productie, metaalresten hoopten zich op de rollen op, en spanningsgestuurde variatie verstoorde de einddikte. Dit patent beantwoordt elk van deze punten binnen één enkele machine.

Waar deze technologie vandaag de dag wordt gebruikt

Dit patent dekt de mechanische architectuur van de productiewalsenpersen van TOB. Het tweetrapsprincipe dat het beschermt - eerst consolideren, dan dimensioneren, met warmte ertussen - is hoe onze kalanderapparatuur de elektrodedikte over een volledige productierol behoudt.

• Hoge precisie elektrode-walsenpersmachine voor 4680 tabless batterij - het tweetraps verdichtingsprincipe toegepast op de productie van tabless cellen
• Continue hydraulische walsen-hittepersmachine voor lithiumbatterij - inline hitte vóór de laatste persspleet op een continue lijn
• Hydraulische verwarmingskalandermachine voor batterij-elektrode - hydraulisch persen met verwarmde rollen voor elektrode-kalandrering
• Elektrodevoorbereiding - de meng-, coating- en kalanderlijn waar deze pers in staat

Gerelateerde vragen over apparatuur: een offerte aanvragen

Octrooitekeningen

Veelgestelde vragen

Volledige beschrijving en tekeningen: CN215430810U op Google Patents