A lítium-ion akkumulátorokat széles körben használják különféle területeken, mint például az elektromos járművek, a fogyasztói elektronika, az energiatárolás és a repülőgépipar. A lítium-ion akkumulátorok teljesítménye és minősége az elektródák anyagától és feldolgozási módszerétől függ. Az elektródagyártás egyik kulcsfontosságú folyamata a kalanderezés, amely az áramgyűjtő fóliára bevont elektródaszuszpenzió egy pár hengerrel történő összenyomása. A kalanderezés javíthatja az elektróda sűrűségét, vezetőképességét, adhézióját és mechanikai szilárdságát, valamint csökkentheti az elektróda vastagságát és porozitását. A kalanderezésnek azonban vannak hátrányai is, például repedés, rétegválás, feszültség-felhalmozódás és kapacitásvesztés. Ezért fontos a kalanderezési paraméterek optimalizálása és a megfelelő berendezés kiválasztása a különböző elektródatípusokhoz és specifikációkhoz.
A akkumulátor elektróda kalander gép(hengernyomógép)olyan eszköz, amely két vagy több görgőből áll, amelyek ellentétes irányban forognak, és nyomást fejtenek ki a rajtuk áthaladó anyagra. Különféle típusú kalanderező gépek léteznek, például kéthengeres, háromhengeres, négyhengeres és többhengeres kalanderek. Ezek közül a kéthengeres kalander a leggyakrabban használt lítium-ion akkumulátor elektróda kalanderezés. A kéthengeres kalander két hengeres görgővel rendelkezik, állítható hézaggal és nyomással. Az elektróda fóliáját a résbe vezetik, és a görgők összenyomják. Az elektróda vastagsága és sűrűsége a rés és a nyomás beállításával szabályozható.
A lítium-ion akkumulátorelektródák kéthengeres kalanderezőgépének alkalmazási köre számos tényezőtől függ, például az elektróda anyagától, a bevonási módszertől, a bevonat vastagságától, a henger anyagától, a görgő átmérőjétől, a görgő sebességétől és a henger hőmérsékletétől. Általánosságban elmondható, hogy a kéthengeres kalanderező gép közepes bevonatvastagságú (10-50 mikron), nagy sűrűségű (1.{5}} g/cm3) és alacsony porozitású (30-40 százalék) elektródákhoz alkalmas. A görgő anyaga legyen kemény és sima, például acél vagy krómozott acél. A görgő átmérőjének elég nagynak kell lennie ahhoz, hogy elkerülje az elektróda fóliájának túlzott hajlítási feszültségét. A görgő sebességét az adagolási sebességhez kell igazítani, hogy elkerüljük a csúszást vagy a szakadást. A henger hőmérsékletét szobahőmérsékleten vagy valamivel magasabban kell tartani, hogy elkerüljük az elektróda hőtágulását vagy összehúzódását.
A lítium-ion akkumulátorelektródák kéthengeres kalanderezőgépének működési elve a rugalmas-képlékeny alakváltozás elméletén alapul. Amikor az elektróda fólia a görgők közötti résbe kerül, először rugalmas alakváltozáson megy keresztül, ami azt jelenti, hogy a kirakodás után visszanyeri eredeti alakját. A nyomás növekedésével az elektródafólia eléri folyáshatárát és képlékeny deformáción megy keresztül, ami azt jelenti, hogy a tehermentesítés után is megmarad némi maradandó alakváltozás. A képlékeny deformáció csökkentheti az elektróda vastagságát és növelheti a sűrűségét. Ha azonban a nyomás túl magas, az visszafordíthatatlan károsodást okozhat az elektróda szerkezetében és tulajdonságaiban, például repedést, rétegvesztést vagy kapacitásvesztést okozhat.
A berendezés funkciója aakkumulátor elektródakalanderező gépa lítium-ion akkumulátor elektródák esetében az elektródák teljesítményének és minőségének javítása fizikai paramétereik optimalizálásával. A kéthengeres kalanderezőgép használatával a következőket lehet elérni:
- Nagyobb sűrűség:A kalanderezés növelheti az aktív anyagrészecskék tömörítési sűrűségét, és csökkentheti a köztük lévő űrt. Ez javíthatja az elektróda vezetőképességét, kapacitását és élettartamát.
- Kisebb vastagság:A kalanderezés csökkentheti az elektróda vastagságát és növelheti fajlagos kapacitását (területegységre jutó kapacitás). Ez csökkentheti az akkumulátor súlyát és térfogatát, és javíthatja az energiasűrűséget.
- Jobb tapadás:A kalanderezés fokozhatja a tapadást az aktív anyagréteg és az áramgyűjtő fólia között, valamint az elektróda különböző rétegei között (például kötőanyag, vezetőképes adalék és szeparátor). Ez javíthatja az elektróda mechanikai szilárdságát és stabilitását.
- Egyenletes porozitás:A kalanderezés egyenletes póruseloszlást hozhat létre az elektródában, ami elősegítheti az elektrolit beszivárgását és az iontranszportot. Ez javíthatja az akkumulátor sebességét és biztonságát.
