De reden dat de anode-elektrode van de lithiumbatterij aan de rol blijft plakken

Apr 22,2024

Tijdens het proces van het walsen en persen van de anode-elektrodematerialen wordt vaak het probleem van het kleven aan de rol tegengekomen. Het plakken van de anode-elektrodematerialen aan de rol verspilt niet alleen werkuren en beïnvloedt de werkefficiëntie, maar kan de elektrode ook onbruikbaar maken, wat resulteert in economische verliezen. Daarom is het voor de productie en productie van lithiumbatterijen erg belangrijk om de redenen voor het vastplakken van de anode-elektrode aan de rol te analyseren en de problemen te begrijpen. Onderzoekers hebben de redenen voor het in de praktijk kleven van anode-elektrodematerialen aan de rol samengevat en geanalyseerd, waarbij voornamelijk acht aspecten zijn opgenomen. Laten we ze hieronder bekijken.

1. Het oppervlak van de rollenas van de walserij is niet goed gereinigd. Omdat het oppervlak van de rollenas bij niet-gebruik is voorzien van een beschermlaag, moet deze voor gebruik worden gereinigd. Als het oppervlak van de rolas niet schoon is bij het rollen van de anode-elektrodeplaten, kunnen deze gemakkelijk aan de rol blijven kleven. Sommige lithiumbatterijbedrijven scheiden en gebruiken apparatuur voor verschillende systemen en materialen van positieve (op olie gebaseerde) en anode (op water gebaseerde) elektroden om wederzijdse vervuiling te voorkomen. Er zijn echter ook speciale gevallen waarin positieve en anode-elektrodeplaten dezelfde walserij delen, en zelfs de coatingmachine door beide wordt gedeeld. Regelmatig vervangen van positieve en anode-elektrodeplaten kan leiden tot kruisbesmetting en gemakkelijk vastplakken aan de rol.

2. De anode-elektrodeplaten zijn niet volledig gedroogd. Als de oventemperatuur niet hoog genoeg is of de loopsnelheid te hoog is tijdens het coaten, bereiken de elektrodevellen mogelijk niet de droogstandaard. Als de vellen tijdens het oprollen nog een bepaalde hoeveelheid vocht bevatten, kan het bindmiddel zijn vermogen om verschillende stoffen aan elkaar te binden niet volledig uitoefenen. De hechting tussen het anode-elektrodegrafiet, de koperfolie en het bindmiddel is zwak en de vellen kunnen gemakkelijk aan de rol blijven plakken tijdens het vervormingsproces van het walsen. Een stuk elektrodevel kan worden gewogen en vervolgens een tijdje in de oven worden geplaatst om te bakken en vervolgens opnieuw worden gewogen. Aan de hand van het verschil in gewicht kan worden bepaald of de droging van de elektrodeplaten tijdens het coaten bevredigend is.

3. De temperatuur van de oven is te hoog en de negatieve elektrode is te droog. Als de baktemperatuur te hoog is, zal het oplosmiddel te snel verdampen en zal het bindmiddel vervluchtigen en zich hechten aan het oppervlak van de elektrode, waardoor een microstructuur van de elektrode wordt gevormd met een stapsgewijze toename van de bindmiddelconcentratie van de folie naar het oppervlak. van de elektrode. Tijdens het rollen is de adhesiekracht van de negatieve elektrode aan het oppervlak groter dan de adhesiekracht tussen de folie en het negatieve elektrodemateriaal, wat gevoelig is voor het fenomeen van vasthouden aan de rol, waardoor deeltjes van de rol vallen en op de elektrode vallen. Als er tijdens het walsen lineair kleverig materiaal op de elektrode zit, is het noodzakelijk om de elektrodedroogoven van de coatingmachine te controleren. Het kan zijn dat er op het vaste luchtmondstuk schroeven zitten die niet vastgeschroefd of vastgedraaid zijn. Verschillende instellingen van de uitlaatfrequentie van de oven tijdens het coaten zullen de verdampingssnelheid van het oplosmiddel op de elektrode en de verdeling van het bindmiddel beïnvloeden, wat ook het rollen van de elektrode zal beïnvloeden.

4. Als het bindmiddelgehalte in de slurry te laag is, kan dit leiden tot onvoldoende hechting tussen de actieve materialen en onvoldoende hechting met de folie. Over het algemeen worden SBR en CMC synergetisch gebruikt als bindmiddelen voor grafietanode-elektroden, met CMC als verdikkingsmiddel en SBR als bindmiddel. Wanneer het gehalte aan CMC en SBR te laag is, kunnen het grafiet en het roet in de anode-elektrode niet gelijkmatig in de slurry worden gedispergeerd, wat tot agglomeratie leidt. SBR kan het oppervlak van de grafietdeeltjes niet gelijkmatig bedekken, wat resulteert in een slechte hechting tussen de grafietdeeltjes in de elektrodeplaten, evenals tussen de grafietdeeltjes en de folie. Bij het rollen hebben de grafietdeeltjes de neiging los te laten en zich onmiddellijk aan andere voorwerpen te hechten. Bij gebruik van waterige anode-elektrodenslurry kan rekening worden gehouden met de verhouding tussen CMC en SBR, omdat te weinig tot een slechte hechting kan leiden.

5. Als de verhouding van SBR in het mengproces niet geschikt is, kan dit leiden tot vastlopen van de wals tijdens het walsen van de elektrodeplaten. SBR dat in lithiumbatterijen wordt gebruikt, is een bindmiddel op waterbasis van styreen-butadieenrubberlatex. Het wordt geproduceerd door emulsiepolymerisatie en copolymerisatie van styreen- en butadieenmonomeren met behulp van water als medium en het toevoegen van emulgatoren en initiatoren. Het is een waterige emulsie met een vaste stofgehalte van ongeveer 50%. SBR is een stof die naast hydrofiele en hydrofobe eigenschappen bestaat. De waterige groepen binden zich aan de oppervlaktegroepen van de folie om hechting te vormen, terwijl de olieachtige ketensegmenten zich binden aan het grafiet van de anode-elektrode om hechting te vormen, waardoor het effect van binding wordt bereikt. Als SBR blijft drijven en blauw lijkt tijdens de slurrybereiding, zal dit na het coaten een ongelijkmatige verdeling van de SBR-concentratie veroorzaken, wat resulteert in een slechte hechting tussen het actieve materiaal en de folie. Dit kan gemakkelijk leiden tot het vastlopen van de wals tijdens het walsen.

6. Het type anode-elektrodemateriaal kan het walsproces beïnvloeden. Vergeleken met natuurlijk grafiet hebben kunstmatige grafietdeeltjes ruwere oppervlakken, meer puntige en omgekeerde hoekmorfologieën en meer onregelmatige structuren, waardoor ze moeilijker te bevochtigen zijn. Wanneer kunstmatig grafiet niet volledig is verspreid, is het gevoeliger voor agglomeratie. Deze agglomeratie is gelatineus, kan door zeven gaan, en de geagglomereerde gebieden van de beklede elektrodeplaten zijn dichter, waardoor het gemakkelijk wordt om te veel te persen en puntachtig kleven en materiaalverlies tijdens het rollen te vormen.

7. Het mengproces kan ook het rollen van de elektrodeplaten beïnvloeden. Kunstmatig grafiet is moeilijk te dispergeren, en tijdens conventionele natte slurrybereiding kan langdurig roeren op hoge snelheid gemakkelijk de CMC-molecuulketen breken, wat resulteert in een slecht dispersie-effect. Het simpelweg verhogen van de lijnsnelheid en het CMC-aandeel levert vaak geen goede resultaten op.

8. Bij het bereiden van het kunstmatige grafietanode-elektrodemengsel worden zowel CMC als SBR gebruikt als additieven om de stabiliteit en coatingprestaties van de slurry te garanderen. Verschillende soorten CMC kunnen ook de microstructuur van de elektrodeplaten aantasten en ervoor zorgen dat de rol tijdens het rollen blijft plakken. Dit komt omdat onoplosbare stoffen in CMC deeltjesagglomeraten kunnen vormen met kleine deeltjes grafiet en Super-P, waardoor het moeilijk wordt voor de slurry om door zeven te gaan. Dit kan leiden tot meerdere verstoppingen in het zeefgaas, krassen op de coating en het vastlopen van de rol tijdens het rollen

E-mail: tob.amy@tobmachine.com

Skype:amywangbest86

Whatsapp/Telefoonnummer:+86 181 2071 5609