Lityum iyon piller için kaplama teknolojisinin analizi

İyi bilindiği gibi, lityum iyon pillerin pozitif elektrot substratı alüminyum folyo, negatif elektrot substratı ise bakır folyodur. Kaplamadan sonra pozitif elektrot bobini ve negatif elektrot bobini haline getirilir ve bunlar daha sonra bir sonraki işlem adımında kullanılır. Elektrot üretiminin kalitesi temel olarak pilin belirli performansını belirlemiştir ve alt tabakanın kaplanması tüm pil üretim sürecinin çok önemli bir parçasıdır!

Kaplama yöntemi, daldırma kaplama ve ekstrüzyondan en gelişmiş çift taraflı eşzamanlı kaplamaya doğru gelişmiş olup, bunların tümü elektrotun kaplama kalitesini ve performansını iyileştirmeyi amaçlamaktadır. Çin'deki ekonomik açıdan güçlü bazı birimler, güvenilir lityum iyon piller üretmek amacıyla yurt dışına pahalı elektrot kaplama makineleri tanıtmak için büyük miktarda para yatırımı yaptı.

 

Genel kaplama işlemi: Kaplama alt tabakası (metal folyo) çözme cihazı tarafından serbest bırakılır ve kaplama makinesine beslenir. Substratın başlangıcı ve sonu, ekleme masasında sürekli bir şerit halinde bağlanır ve daha sonra çekme cihazı tarafından gerilim ayarlama cihazına ve otomatik düzeltme cihazına beslenir. Film yolunun gerginliğini ve konumunu ayarladıktan sonra kaplama cihazına girerler. Kaplama cihazında önceden belirlenen kaplama miktarına ve ham madde uzunluğuna göre polar macun kesitler halinde kaplanır. Çift taraflı kaplama sırasında ön kaplama ve ham parça uzunluğu kaplama için otomatik olarak takip edilir. Kaplanan ıslak elektrot kurutma için kurutma kanalına gönderilir ve kaplama hızına ve kaplama kalınlığına göre kurutma sıcaklığı ayarlanır. Kuruduktan sonra polarizörler gerilime göre ayarlanır ve bir sonraki işlem adımı için sarılmadan önce otomatik olarak düzeltilir.
Polar macunun kaplaması nispeten kalın olup, büyük miktarda kaplama ve yüksek kuruma yüküne sahiptir. Şu anda yaygın olarak kullanılan teknoloji sıcak hava darbeli kurutmadır. Pozitif elektrot substratı, aktif kimyasal özelliklere sahip olan ve kolayca oksitlenebilen alüminyum folyodur. Alüminyum folyonun üretim süreci sırasında, folyonun daha fazla oksidasyonunu önleyen yoğun bir oksit filmi oluşur. Oksit filmin ince ve gözenekli yapısı nedeniyle yumuşaktır ve iyi adsorpsiyon özelliklerine sahiptir. Ancak yüksek sıcaklık ve nem bu oksit filme zarar vererek oksidasyon reaksiyonunu hızlandırabilir. Günümüzde çoğu tek taraflı kaplama yöntemini kullanmaktadır. Birinci taraf kaplanırken diğer taraf tamamen sıcak havaya maruz kalırken, kaplama (yağ bazlı) için kuru sıcak havanın 130 derece civarında olması gerekiyor. Sıcak havadaki nem içeriği etkili bir şekilde kontrol edilmezse, alüminyum folyonun oksidasyonu yoğunlaşacak ve pozitif elektrot malzemesi ile alüminyum folyo arasındaki bağlanma etkilenecek ve hatta ayrılmaya neden olacaktır.
Amerika Birleşik Devletleri ve Japonya'daki kaplama makinesi üreticileri, tek katmanlı kaplama makinelerinin enerji verimliliği ve alüminyum folyo oksidasyon sorunlarını gidermek için çift taraflı eşzamanlı kaplama teknolojisi geliştirerek kaplama sırasında alüminyum folyo oksidasyon sorununu tamamen çözmüştür. Ancak çift taraflı simültane kaplama makinalarının fahiş fiyatı sıradan akü üreticilerinin karşılayabileceği düzeyde değildir.