تجهیزات پاشش باتری لیتیوم اولتراسونیک: توانمندسازی دقیق برای ارتقا-کیفیت بالا در صنعت باتری لیتیوم

منطق اصلی کار تجهیزات پاشش باتری لیتیوم اولتراسونیک استفاده از مبدل های سرامیکی پیزوالکتریک برای تبدیل انرژی الکتریکی به ارتعاشات مکانیکی با فرکانس بالا{{0}20 کیلوهرتز{5}}120 کیلوهرتز است. از طریق تکه تکه شدن موج مویرگی، دوغاب باتری لیتیومی (الکترود مثبت، الکترود منفی، الکترولیت یا دوغاب سرامیکی و غیره) به ریز قطرات یکنواخت 1-50μm اتمیزه می شود. سپس این قطرات با سرعت کم به آرامی به سطح زیرلایه منتقل می شوند.<1m/s) by a low-pressure carrier gas. After drying and curing, a dense and uniform functional coating is formed. The entire process requires no high-pressure airflow assistance, fundamentally solving the pain points of traditional processes.

برخلاف فرآیندهای سنتی-پاشش جریان هوا با فشار بالا و پوشش تیغه، پاشش اولتراسونیک برای اتمیزه کردن کاملاً متکی به-انرژی ارتعاشی با فرکانس بالا است که نیاز به ضربه-فشار بالا را از بین می‌برد. این کار از عیوب پوشش ناشی از تجمع قطرات و پاشیدن قطرات جلوگیری می کند و پوشش غیر تماسی را امکان پذیر می کند و از بسترهای شکننده مانند کلکتورهای جریان فوق{{5} نازک (فیل مسی و فویل آلومینیوم زیر 6 میکرومتر) و جداکننده های انعطاف پذیر در برابر آسیب محافظت می کند. در همین حال، با کنترل دقیق پارامترهایی مانند دامنه مافوق صوت، سرعت پاشش، فاصله نازل و سرعت جریان دوغاب، ضخامت پوشش را می توان در سطح نانومتر تا میکرومتر کنترل کرد، با خطای یکنواختی ضخامت کمتر یا مساوی 2±% و خطای یکنواختی تخلخل را به دست آورد.

مزایای اصلی:

کیفیت پوشش برتر، ایجاد پایه ای محکم برای عملکرد باتری یک پوشش یکنواخت و متراکم یک پیش نیاز اصلی برای بهبود عملکرد باتری های لیتیومی است.

پاشش اولتراسونیک دوغاب را به قطرات یکنواخت میکرونی تبدیل می‌کند و در نتیجه پوششی عاری از سوراخ‌ها، تجمع و اثرات لبه ایجاد می‌کند. این به طور موثر از مشکلاتی مانند ضخامت پوشش ناهموار، ترک خوردگی و پوشش های از دست رفته در فرآیندهای سنتی جلوگیری می کند و به طور قابل توجهی قوام الکترودها و جداکننده ها را بهبود می بخشد. به عنوان مثال، در پوشش الکترود، یک پوشش یکنواخت می تواند مسیر مهاجرت یون لیتیوم{3}} را کوتاه کند و زمان شارژ باتری را تا بیش از 30 درصد در مقایسه با فرآیندهای سنتی کاهش دهد. در پوشش جداکننده، پوشش‌های سرامیکی دقیقاً کنترل‌شده می‌توانند مقاومت حرارتی جداکننده را تا بیش از 200 درجه بهبود بخشند و به طور مؤثر انقباض حرارتی در دمای بالا را کاهش دهند و خطر اتصال کوتاه باتری را کاهش دهند. به طور همزمان، طرح‌های پوشش گرادیان را می‌توان از طریق تنظیم پارامترها، مانند لایه سطحی{9}غنی از منگنز و لایه زیرین{10}غنی{10}نیکل، بهینه‌سازی عملکرد الکتروشیمیایی باتری و کمک به توسعه باتری‌های{11}}پر انرژی{12} به دست آورد.

(II) استفاده بالا از مواد، دستیابی به موقعیت برد-کاهش هزینه و بهبود کارایی

دوغاب باتری‌های لیتیوم{0}} اغلب حاوی فلزات گرانبها مانند کبالت، نیکل، و پلاتین و همچنین مواد با ارزش- مانند گرافن و نانولوله‌های کربنی هستند. از دست دادن مواد مستقیماً بر هزینه های تولید تأثیر می گذارد. فرآیندهای سمپاشی سنتی از اتمیزه شدن ناهموار و پاشش شدید رنج می برند که منجر به تلفات دوغاب بیش از 15 درصد می شود. پاشش اولتراسونیک با قابلیت اتمیزه کردن دقیق و رسوب دهی جهت دار خود، می تواند میزان استفاده از مواد را تا 85%-95% افزایش دهد و ضایعات مواد با ارزش را به میزان قابل توجهی کاهش دهد. این به ویژه برای پوشش محلول‌های کاتالیست{11}با ارزش بالا مناسب است و هزینه‌های تولید شرکت را به‌طور قابل‌توجهی کاهش می‌دهد. در تولید انبوه در مقیاس بزرگ، این مزیت می تواند به مزایای اقتصادی قابل توجهی تبدیل شود و به شرکت ها کمک کند تا در رقابت شدید بازار مزیت هزینه ای ایجاد کنند.

(III) سازگاری قوی با فرآیند، انطباق با نیازهای مختلف تولید

تجهیزات پاشش باتری لیتیوم{0} یون اولتراسونیک دارای انعطاف‌پذیری بسیار بالایی در فرآیند هستند، سازگار با سیستم‌های دوغاب مختلف مانند دوغاب‌های مبتنی بر آب و حلال{2}}، و سازگار با نیازهای پوششی تمام اجزای هسته‌ای لیتیوم-، از جمله باتری‌های یونی لیتیوم، از جمله الکترود تاپارد منفی، الکترود مثبت، الکترود جدا می‌شوند. خواه پوشش دوغاب فعال کاتدهای-نیکل بالا و آندهای کربن-سیلیکون، پوشش سرامیکی و اصلاح پوشش پلیمری جداکننده‌ها، یا پوشش ضد خوردگی زبانه‌ها و پوشش محافظ پوسته‌ها، تجهیزات می‌توانند از طریق تنظیمات پارامتر به پوشش دقیق دست پیدا کنند. به طور همزمان، این تجهیزات با سناریوهای مختلف مانند تحقیق و توسعه آزمایشگاهی، تولید آزمایشی، و تولید انبوه صنعتی سازگار است و مدل‌های مختلف از جمله رومیزی، مقیاس آزمایشی{9} و انواع نوار نقاله را پوشش می‌دهد و به پوشش کامل فرآیند از تأیید فرمول تا تولید در مقیاس بزرگ می‌رسد.

(IV) سبز، دوستدار محیط زیست، و بسیار کارآمد، همسو با روندهای توسعه صنعت

در مقایسه با-پاشش فشار بالا سنتی که به مقدار زیادی هوای پرفشار نیاز دارد، پاشش اولتراسونیک به کمک جریان هوا با فشار بالا نیاز ندارد، تبخیر حلال را تا 30%-50% کاهش می‌دهد و انتشار VOC را کاهش می‌دهد، همراستا با روند توسعه باتری خودروی کم{7}. علاوه بر این، تجهیزات طراحی غیر مسدود کننده ای دارند و اتمیزه کردن به نازل های قطر کوچک-تکیه نمی کند، به طور موثری از تعمیر و نگهداری خرابی ناشی از گرفتگی دوغاب جلوگیری می کند، زمان وقفه تولید را کاهش می دهد و راندمان تولید را بهبود می بخشد. همراه با یک دستگاه بازیابی حلال، هزینه های زیست محیطی را می توان بیشتر کاهش داد و به یک سیستم تولید سبز حلقه بسته دست یافت.

برنامه های اصلی:پوشش کل زنجیره صنعت باتری لیتیوم، توانمندسازی تولید-بالا.

(I) آماده سازی الکترود: بهبود چگالی انرژی باتری و عمر چرخه

(II) اصلاح جداکننده: تقویت سد ایمنی باتری