Coatingproces voor lithiumbatterijen: belangrijkste oorzaken van verkeerde uitlijning van A&B-oppervlakken en gerelateerde verbeteringsmaatregelen

1. Belangrijkste oorzaken van A&B-oppervlakteafwijkingen

1.1 Apparatuurfactoren

Onvoldoende installatienauwkeurigheid van de steunrol/coatingrol: horizontale afwijking, coaxiale verkeerde uitlijning of installatiefouten leiden tot verschuiving van de coating.

Positioneringsfout van de coatingkop: Onvoldoende nauwkeurigheid van de encoder/roosterliniaal of signaaldrift van de sensor.

Abnormale spanningscontrole: Ongelijke spanning tijdens het afwikkelen/oprollen zorgt ervoor dat de folie uitrekt, vervormt of kreukt.

1.2 Materiële factoren

Ongelijke ductiliteit: variaties in de ductiliteit van de folie leiden tot verlies van controle over de coatingspleet.

Onvoldoende oppervlaktebehandeling: Oppervlakteoxiden beïnvloeden de hechting van de pasta en veroorzaken indirect positieafwijkingen.

1.3Slurryfactoren

Te hoge viscositeit: Slechte nivellering leidt tot ophoping van slib en verkeerde uitlijning.

Aanzienlijke verschillen in oppervlaktespanning: Ongelijkmatige randkrimp van A/B-zijde slurries.

1.4 Procesparameters

Verschil in coatingsnelheid: Verschillende snelheden tussen de twee zijden leiden tot inconsistente nivelleringssnelheden.

Onregelmatige droogomstandigheden: Temperatuurverschillen in de A-/B-ovens veroorzaken variërende krimp van het substraat.

2 Verbetermaatregelen

2.1 Optimalisatie van apparatuur

Kalibreer regelmatig de coaxialiteit en horizontale uitlijning van de coatingrollen en steunrollen.

Vervang de uiterst nauwkeurige encoders en roosterlinialen om te zorgen dat de positioneringsfout van de coatingkop ≤±0,1 mm bedraagt.

Optimaliseer spanningsregelsystemen (bijv. PID-geslotenlusregeling) om de spanningsschommelingen in het substraat ≤±3% te houden.

2.2Foliemateriaalcontrole

Kies folies met een consistente ductiliteit (bijvoorbeeld koper/aluminiumfolie met een uniforme treksterkte).

Verbeter de oppervlaktebehandelingsprocessen van folie (bijvoorbeeld plasmareiniging of chemische passivering).

2.3Slurry-aanpassing

Pas de viscositeit van de slurry aan het optimale nivelleringsbereik aan (anode: 10–12 Pa·s; kathode: 4–5 Pa·s).

Voeg oppervlakteactieve stoffen (bijv. PVP of SDS) toe om de verschillen in oppervlaktespanning tussen A- en B-zijdeslurries te compenseren.

2.4 Procesparameteroptimalisatie

Zorg ervoor dat de A/B-zijdecoatingsnelheden consistent zijn, met een snelheidsafwijking van <0,5 m/min.

Voer een gesegmenteerde temperatuurgecontroleerde droging uit (lage temperatuurfase voor spanningsrelaxatie, hoge temperatuurfase voor snelle uitharding) en houd het temperatuurverschil ≤5℃ aan.

3. Specifieke probleemoplossingsprocedures

3.1 Inspectie van de apparatuur

Gebruik een laserinterferometer om parallelliteit tussen de coatingrollen en de steunrollen te detecteren (fout ≤ 0,02 mm/m).

Controleer de stabiliteit van het servomotor- en sensorsignaal (voorkom dat het signaal meer dan 0,5% van de volledige schaal bedraagt).

3.2 Folie-evaluatie

Steekproef voor folieductiliteit (rek-bij-breukafwijking gecontroleerd binnen ±5%).

SEM-observatie van de dikte van de microporiën/oxidelaag op het folieoppervlak (moet <50 nm zijn).

3.3 Slibtesten

Reometer voor het meten van de A/B-zijdeviscositeit van slurry en de thixotropie-index (verschil in thixotropie-lusoppervlak <5%).

Oppervlakte-tensiometer om het verschil tussen twee zijden te meten (moet <2 mN/m zijn).

3.4 Procesbewaking

Online laserdiktemeetsysteem voor realtimebewaking van de laagdikte (diktefluctuatie CV ≤1%).

Röntgenmeting van de oppervlaktedichtheid na droging (laterale consistentieafwijking <2%).

Conclusie: Door de implementatie van apparatuurkalibratie, materiaalscreening, slurry-optimalisatie en gesloten-lus procesparameterbeheer kan de A&B-oppervlakteafwijking worden beperkt tot ≤0,5 mm, waardoor een consistente celcapaciteit en veiligheid worden gegarandeerd.