Lamineermachine voor vaste elektrolytoverdracht voor elektroden

Dubbelzijdige transferlamineermachine voor vaste-stof-elektrolytfolie voor de verwerking van elektroden voor vaste-stof-batterijen

Productoverzicht en ideale toepassingen

De TOB-GZYJ-250-20T is een dubbelzijdige transferlamineermachine voor vaste-stof-elektrolytfolie, ontworpen voor de fabricage van elektroden voor vaste-stof-batterijen. De machine brengt gelijktijdig twee rollen vaste-stof-elektrolytfolie op PET-drager over op beide zijden van een anode- of kathode-elektrodevel, waardoor via gecontroleerd warmte- en drukwalsen een elektrode-elektrolyt-composietstructuur ontstaat. Deze architectuur — een enkele doorgang die beide zijden van de elektrode lamineert — maakt het omdraaien van de elektrode of het twee keer uitvoeren van de lamineerstap overbodig, wat de doorvoer en consistentie bij de fabricage van elektroden voor vaste-stof-batterijen verbetert.

De TOB-GZYJ-250-20T is geconfigureerd met drie afwikkel-/opwikkelstations: één elektrode-afwikkelmechanisme, twee afwikkelmechanismen voor vaste-stof-elektrolyt (één voor elke zijde van de elektrode) en één elektrode-opwikkelmechanisme. De PET-dragerfolie, die het kwetsbare vaste-stof-elektrolytmembraan ondersteunt tijdens de verwerking, wordt tijdens het proces gescheiden wanneer de elektrolytfolie op het elektrodeoppervlak wordt overgebracht. De machine integreert een elektrode-afwikkeleenheid, een vaste-stof-elektrolyt-afwikkeleenheid, een walspers-lamineereenheid, een spanningsregelsysteem, baanrandstuurmechanismen voor zowel afwikkelen als opwikkelen, en een elektrode-opwikkeleenheid. Onder een gecontroleerde temperatuur (tot 130 °C) en walsdruk (tot 20 ton) wordt de elektrolytfolie aan het elektrodeoppervlak gehecht, waarbij een gelijkmatige laminering in zowel de dwars- als de langsrichting wordt bereikt met een hoogwaardig composietuiterlijk.

Ideaal voor:

1. R&D en proeflijnen voor vaste-stof-batterijen die composietelektroden fabriceren waarin een laag vaste-stof-elektrolyt rechtstreeks aan een kathode- of anodevel wordt gehecht.
2. Onderzoeksgroepen die vaste-stof-elektrolytmembranen op PET-drager en hun transferproces naar elektroden evalueren.
3. Productie op pilotschaal van elektroderollen voor volledig vaste-stof-batterijen voor assemblage van pouch- of prismatische cellen.
4. Procesontwikkeling voor rol-naar--rol transfer van vaste-stof-elektrolyt, waarbij een consistente lamineerdruk, temperatuur en spanning vereist zijn.

Moet u de optimale walstemperatuur en -druk bevestigen voor uw specifieke vaste-stof-elektrolytmembraan en elektrodesamenstelling? Neem contact op met onze procestechnici voor vaste-stof-batterijen met uw materiaalgegevens.

Waar de transferlamineerstap past in de fabricage van vaste-stof-batterijen

Bij de fabricage van een volledig vaste-stof-lithium-ionbatterij is een van de meest kritische stappen de vorming van een continue grensvlaklaag met lage weerstand tussen het vaste-stof-elektrolyt en de elektrode. In tegenstelling tot cellen met een vloeibaar elektrolyt, waarbij de vloeistof alle holtes aan het grensvlak vult, vereist een vaste-stof-cel dat de elektrolytlaag in intiem, gelijkmatig contact staat met het elektrodeoppervlak. De TOB-GZYJ-250-20T voldoet aan deze eis door de vaste-stof-elektrolytfolie onder gecontroleerde warmte en druk rechtstreeks op beide zijden van de elektrode over te brengen.

De typische fabricagevolgorde van elektroden voor vaste-stof-batterijen is:

1. Voorbereiding van het elektrodevel: Het actieve materiaal van de kathode of anode wordt op een stroomcollectorfolie aangebracht met behulp van conventionele slurry-coating, drogen en calanderen.
2. Voorbereiding van de elektrolytfolie: Het vaste-stof-elektrolyt (op basis van oxide, sulfide of polymeren) wordt gevormd tot een dun, zelfdragend membraan, dat gewoonlijk op een PET-dragerfolie wordt gegoten voor mechanische ondersteuning.
3. Transferlaminering (de rol van de TOB-GZYJ-250-20T): De elektrolytfolie op PET-drager wordt onder warmte en druk overgebracht op het elektrodeoppervlak. De TOB-GZYJ-250-20T voert dit uit voor beide zijden van de elektrode in één enkele doorgang, met behulp van twee onafhankelijke afwikkelstations voor de elektrolytfolie.
4. Afwerking van de composietelektrode: Het gelamineerde elektrode-elektrolyt-composiet wordt bijgesneden en de PET-drager wordt verwijderd, waardoor de elektrolytlaag blootkomt te liggen voor de daaropvolgende celassemblage.
5. Celassemblage: De composietelektrode wordt gecombineerd met de tegenoverliggende elektrode en de overige celcomponenten.

Het rol-naar-rol-karakter van de TOB-GZYJ-250-20T maakt deze bijzonder geschikt voor continue verwerking op pilotschaal. De servotorquemotoren zorgen voor een constante spanning (0–30 N) voor strak en gelijkmatig opwikkelen, terwijl het baanrandstuursysteem de uitlijning binnen ±0,5 mm houdt — essentieel om te garanderen dat de elektrolytfolie nauwkeurig en zonder scheefstelling op het elektrodeoppervlak wordt overgebracht.

Hoe het dubbelzijdige transferlamineersysteem werkt

De TOB-GZYJ-250-20T coördineert drie afwikkel-/opwikkeltrajecten en een verwarmde walserseenheid om dubbelzijdige elektrolyttransfer in een enkele doorgang te bereiken:

1. Elektrode afwikkelen: De gecoate elektroderol wordt op een pneumatisch uitzetbare as van 3 inch geladen en onder gecontroleerde spanning afgewikkeld. De elektrode passeert het baanrandstuurmechanisme, dat de zijdelingse uitlijning corrigeert tot binnen ±0,5 mm.
2. Vaste-stof-elektrolyt afwikkelen: Twee rollen vaste-stof-elektrolytfolie op PET-drager worden geladen op afzonderlijke afwikkelstations — één voor de bovenzijde van de elektrode en één voor de onderzijde. Elk folietraject bevat een eigen spanningsregeling en baanrandsturing, zodat de elektrolytfolies aan beide zijden zijn uitgelijnd met de elektrode.
3. Laminering met verwarmde walspers: De elektrode en de twee elektrolytfolies komen samen bij het walspersgedeelte. De walsen (Ø150 mm × 250 mm breed) worden verwarmd door boven- en onderwalsverwarmingssystemen, waarbij de temperatuur instelbaar is van kamertemperatuur tot 130 °C en digitaal wordt weergegeven. De walsdruk, geleverd door een servogedreven elektrische oliepomp, is instelbaar tot maximaal 20 ton. De spleet tussen de walsen wordt ingesteld door een servomotor-aangedreven spieblokverstelmechanisme, met een spleetbereik van 0–2 mm en een nauwkeurigheid van ±3 μm. De spleet wordt weergegeven op een digitale meetklok.
4. Transfer en composietvorming: Onder het gecombineerde effect van warmte en druk komt de vaste-stof-elektrolytfolie los van de PET-drager en hecht deze zich aan het elektrodeoppervlak. De PET-drager wordt gescheiden en opgewikkeld op zijn eigen opnamemechanisme. Omdat het proces een warmwalsbewerking is, bereikt de laminering een gelijkmatige hechting in zowel de dwars- als de langsrichting, met een hoogwaardig composietuiterlijk.
5. Elektrode opwikkelen: De voltooide dubbelzijdig gelamineerde elektrode wordt opgewikkeld op een pneumatische as van 3 inch onder constante spanning (0–30 N), wat een strakke, gelijkmatige rol oplevert voor verdere verwerking.

Belangrijkste mechanische ontwerpeigenschappen (zoals gespecificeerd):

• Het walsmechanisme maakt gebruik van een gepatenteerd hydraulisch gebalanceerd walsontwerp, dat zorgt voor een stabiele drukbehoud en gelijkmatig walsen in zowel dwars- als langsrichting.
• De servogedreven elektrische oliepomp levert een nauwkeurige drukregeling met een stabiele werking.
• Het spieblok-spleetverstelmechanisme biedt een hoge instelnauwkeurigheid en een comfortabele bediening.
• De temperatuurregelaar biedt een digitale weergave en instelbare temperatuurregeling met een regelnauwkeurigheid van ±2 °C.
• De machine is uitgerust met een spanningsregelfunctie met behulp van servotorquemotoren, wat zorgt voor een constante spanning voor strak en uitgelijnd opwikkelen.
• De afwikkel- en opwikkelstations zijn voorzien van baanrandsturing, met een correctie-uitlijnnauwkeurigheid van ±0,5 mm.

Belangrijkste technische voordelen van de TOB-GZYJ-250-20T

• Dubbelzijdige laminering in één doorgang- De TOB-GZYJ-250-20T brengt vaste elektrolytfilm gelijktijdig over op beide zijden van de elektrode, met behulp van twee onafhankelijke afwikkelstations voor elektrolytfilm. Dit elimineert de noodzaak om de elektrode tussen de doorgangen om te draaien, waardoor het aantal handelingen wordt gehalveerd en de uitlijningsconsistentie tussen de twee zijden wordt verbeterd.
• Hoge walskracht met nauwkeurige drukregeling (max. 20 T)- De walsdruk wordt geleverd door een servogestuurde elektrische oliepomp en is instelbaar tot 20 ton. Het gepatenteerde hydraulisch gebalanceerde walsontwerp zorgt voor een stabiel drukbehoud over de volledige breedte van de wals, wat essentieel is voor een uniforme lamineringsdikte in de dwarsrichting.
• Verwarmd walsen met digitale temperatuurregeling (kamertemperatuur–130 °C, ±2 °C)- Zowel de bovenste als de onderste walsen worden verwarmd en de temperatuur is instelbaar van kamertemperatuur tot 130 °C met een regelnauwkeurigheid van ±2 °C. Het digitale display stelt de operator in staat om de temperatuur nauwkeurig in te stellen en te bewaken, zodat de elektrolytfilm de juiste verzachtings- of hechtingstemperatuur bereikt voor een betrouwbare overdracht.
• Precisiespleet en walsnauwkeurigheid (±3 μm)- De walsopening, instelbaar van 0–2 mm, wordt ingesteld door een servomotorgestuurd wigblokmechanisme en weergegeven op een digitale meetklok. De walsnauwkeurigheid van ±3 μm zorgt ervoor dat de dikte van de samengestelde elektrode consistent is langs de rol, wat cruciaal is voor het behoud van een uniform contact tussen het elektrolyt en de elektrode.
• Constante spanningsregeling (0–30 N) met servokoppelmotoren- De servokoppelmotoren zorgen voor een constante spanningsregeling tijdens het gehele af- en opwikkelproces, waardoor de dunne elektrodefolie en de PET-drager-elektrolytfilm worden verwerkt zonder uitrekken of kreuken. De opwikkeling is strak en uitgelijnd, wat een rol oplevert die klaar is voor verdere verwerking.
• Baanrandgeleiding met ±0,5 mm uitlijning- De af- en opwikkelstations zijn uitgerust met baanrandgeleidingsmechanismen die de zijdelingse uitlijning binnen ±0,5 mm houden. Deze uitlijningsprecisie is essentieel om ervoor te zorgen dat de elektrolytfilm exact op het elektrodeoppervlak wordt overgebracht zonder uitsteeksels aan de randen of verkeerde uitlijning.
• PLC- en HMI-besturing -De machine wordt bestuurd door een PLC met een mens-machine-interface (HMI), waardoor alle procesparameters—temperatuur, druk, spleet, snelheid en spanning—gemakkelijk kunnen worden ingesteld en bewaakt. Het walsbereik van 0,2–4,7 m/min biedt flexibiliteit voor zowel langzame, zorgvuldige procesontwikkeling als snellere pilotproductie.

Technische specificaties

Machineafmetingen en gewicht

Aanbevolen procesparameters

De volgende parameters zijn uitgangspunten voor de TOB-GZYJ-250-20T bij het lamineren van een typische PET-drager vaste elektrolytfilm op een elektrode. Optimaliseer voor uw specifieke elektrolytsamenstelling en elektrodedesign.

Engineering FAQ

V1: Wat is de rol van de PET-dragerfolie in dit proces?

Het vaste elektrolytmembraan is mechanisch kwetsbaar en moeilijk te hanteren als een vrijstaande film, vooral bij dunne diktes. Het gieten van het elektrolyt op een PET-dragerfolie biedt mechanische ondersteuning tijdens het afwikkelen, overbrengen en lamineren. Tijdens de warmwalsstap wordt het elektrolyt losgemaakt van de PET-drager en gehecht aan het elektrodeoppervlak, en de PET-drager wordt afzonderlijk opgewikkeld. De TOB-GZYJ-250-20T is ontworpen om dit op dragers gebaseerde proces te verwerken.

V2: Kan de TOB-GZYJ-250-20T oxide-gebaseerde, sulfide-gebaseerde of polymeer-gebaseerde vaste elektrolyten lamineren?

Het warmwals-proces van de machine is geschikt voor vaste elektrolytfilms die zacht worden of hechten onder hitte en druk. Polymeer-gebaseerde en veel oxide-gebaseerde elektrolytfilms kunnen worden overgebracht bij temperaturen tot 130 °C. Voor sulfide-gebaseerde elektrolyten, die vochtgevoelig zijn, moet de machine worden bediend in een droge ruimte of een omgeving met een inerte atmosfeer, en moeten de procesparameters (temperatuur en druk) worden geoptimaliseerd voor het specifieke sulfidemateriaal. Neem contact op met TOB om uw specifieke elektrolyttype te bespreken.

V3: Hoe wordt het dubbelzijdige lamineren in één doorgang bereikt?

Het elektrodepad en twee onafhankelijke elektrolytfilmpaden komen samen bij de wals-pers-nip. De ene elektrolytfilm komt van boven de elektrode, de andere van onderen. De verwarmde walsen hechten beide films tegelijkertijd aan de respectievelijke elektrodezijden, en de twee PET-dragers worden gescheiden en opgewikkeld op hun eigen opwikkelmechanismen. Dit ontwerp voor dubbelzijdige verwerking in één doorgang is het kenmerkende aspect van de TOB-GZYJ-250-20T.

V4: Welk onderhoud vereist het hydraulisch systeem?

Het hydraulisch systeem gebruikt 68# anti-slijtage hydraulische olie. Het oliepeil en de conditie moeten maandelijks worden gecontroleerd en de olie moet worden vervangen volgens het onderhoudsschema (meestal jaarlijks, of eerder als deze er melkachtig of vervuild uitziet). De servogestuurde elektrische oliepomp en het hydraulisch gebalanceerde walsmechanisme moeten tijdens routineonderhoud worden geïnspecteerd op lekken en een gelijkmatige drukverdeling.

V5: Wat is de maximale roldiameter die kan worden verwerkt?

De maximale afwikkel-/opwikkelroldiameter is 250 mm, gebruikmakend van 3-inch pneumatische expansieassen. Dit is geschikt voor typische elektrode- en elektrolytfilmrollen op pilotschaal. De machine is geconfigureerd met drie afwikkel-/opwikkelstations: één voor de elektrode, twee voor de vaste elektrolytfilms (met hun PET-dragers) en één voor de afgewerkte composietelektrode.

Klaar om een dubbelzijdige vaste elektrolyt-transferlaminatiestap te integreren in uw productielijn voor solid-state batterij-elektroden? Vraag een offerte aan voor de TOB-GZYJ-250-20T, met vermelding van uw elektrodebreedte, elektrolytfilmtype en beoogde doorvoer. Onze procesingenieurs voor solid-state batterijen kunnen een technisch voorstel en aanbevolen startparameters verstrekken.

tob.amy@tobmachine.com | +86 181 2071 5609

Misschien heeft u ook nodig

1. Apparatuur voor solid-state batterijen — Ontdek het volledige assortiment van TOB voor de productie van solid-state batterijen, van poedersynthese en elektrolytfilmvorming tot celassemblage en testen. De TOB-GZYJ-250-20T integreert met deze lijn om een compleet productiesysteem voor solid-state elektroden te vormen.
2. Materialen voor solid-state batterijen— Koop vaste elektrolytpoeders, PET-dragerfolies en actieve elektrodematerialen die passen bij het TOB-GZYJ-250-20T transferlaminatieproces voor onderzoek en productie van solid-state batterijen.