リポバッテリー3sポールピースローリングプロセスの概要

この記事はリポバッテリー3sポールピースの圧延について紹介しています。本文はリチウム電池ポールピースの圧延の意味と目的を説明しています。興味のあるパートナーとCNHLはぜひご覧ください。

1 リポバッテリー3sポールピース圧延の意義

リポバッテリー3sポールピースはコーティングおよび乾燥後、活物質と集電体箔の剥離強度が非常に低いため、活物質と箔の接着強度を高めるために圧延が必要です。これにより、活物質と箔が電解液に浸されて使用中に剥がれるのを防ぎます。同時に、ポールピースの圧延はセルの体積を圧縮し、セルのエネルギー密度を向上させ、ポールピース内の活物質、導電剤、バインダー間の空隙率を減らし、リポバッテリー3sの抵抗を低減し、性能を向上させます。
以下の記事はリチウム電池ポールピースについて詳しく紹介しており、必要なパートナーはクリックしてご覧いただけます：
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2 リポバッテリー3sポールピースローラー圧延機の紹介

リポバッテリー3sポールピースの表面材料の密度と厚さの均一性を向上させるために、正極および負極のポールピースはコーティング工程後に圧延する必要があります。この工程はリポバッテリー3sポールピースの圧延と呼ばれています。現在、国内外のリチウムイオンリポバッテリー3sメーカーはすべて二軸圧延機を使用してポールピースを圧延しています。二軸圧延機は2つの鋳鋼圧縮ローラー、モーター、および駆動軸で構成されています。

主流モデルのロール直径は500mm、ロール本体の長さは500mmから700mmです。ポールピースの幅方向の厚さの均一性は悪いです。厚さの均一性の精度要件を確保するために、ロールの長さと直径の比率はしばしば小さくなり、結果的にポールピースの圧延幅が狭くなります。
銅箔、アルミ箔などの箔材料の分野では、ほとんどの箔材料は四ローラー圧延機で圧延されて生産されており、表面精度は数ミクロンに達し、圧延幅は1m以上に達することができます。しかし、ポールピース圧延に四ローラー圧延機を適用した前例はありませんか？

圧延機の圧延プロセス

完全な圧延プロセスは、コーティングされたポールピースを巻き取り機構に固定し、ポールピースを正しく二重ロールギャップを通過させ、巻き取りシステムに接続することです。圧延モードがオンになると、モーターは上下のローラーを同時に回転させ、巻き取り機構によって引かれたポールピースは安定して圧延ギャップを通過し、最終的に必要な圧縮密度に圧縮されます。ローラープレスは、使用していないときに錆を防ぐために薄い油膜を塗布する必要があります。使用前に絶対エタノールで油膜を拭き取り、巻き取りおよび巻き戻し機構と自動偏差修正機構を清掃してください。

ローラー機能モジュール

したがって、優れたローラープレスは以下の機能モジュールを含む必要があります：
1) ロール圧力調整および迅速応答機能：
圧延機の2つのロール間の圧力調整は、リポバッテリー3sポールピースの活性材料の圧縮密度を向上させるための必要条件です。断続的なコーティング、単一および二重のずらしなどの要因の影響により、2つのロール間の圧力調整は迅速に応答しなければなりません。

2) ロールギャップ調整および正確なリセット機能：
圧延機の2つのロール間のギャップ調整は、リポバッテリー3sポールピースの厚さを得るための必要条件です。ポールピースのコーティング方法の変更やポールピースの継ぎ合わせの必要性により、2つのローラー間のギャップは迅速に調整された後、正確にリセットする必要があります。
ポールピース圧延の前後の張力調整および迅速応答機能：リポバッテリー3sポールピースの圧延プロセス中の前後の張力を調整することで、リポバッテリー3sポールピースの平坦性を制御できます。圧延プロセス中、圧延ライン速度は瞬時に変化することが多く、張力制御の迅速な応答はベルト切断を防ぐ重要な手段です。

3) ロールの無段階速度調整およびライン速度の同期機能：
リポバッテリー3sポールピース圧延機は、開始および停止プロセス中または工程のニーズに応じて、2つのロールの無段階速度変化を行う必要があり、同時に2つのロールのライン速度が一致していることを保証しなければなりません。

4) ポールピース圧延温度調整機能：
リポバッテリー3sポールピースの圧延温度を調整することは、圧延過程におけるリポバッテリー3sポールピースの変形抵抗と塑性変形に直接影響を与えます。
リチウム電池ポールピースについて、その一般的な欠陥と解決策を以下に紹介します。必要な方はさらにお読みください：
1300mAh 5s バッテリー極片のコーティング欠陥と影響要因

5) ロール変形の補正機能：
リポバッテリー3sポールピースの圧延過程や温度調整過程では、2つのロールは軸方向のたわみ変形と半径方向の膨らみ変形を必ず伴います。ロール変形の補正は、リポバッテリー3sポールピースの厚さ均一性と圧縮密度均一性に直接影響します。
ポールピース圧延プロセスのインテリジェント制御機能：
ポールピース圧延速度と自動化の度合いが継続的に向上するにつれて、自動積み下ろし、自動テープ継ぎ、 自動圧力、自動ギャップ調整、オンライン監視のために閉ループ制御やさらにはインテリジェント制御が求められています。

6) ロールの清掃およびメンテナンス機能：
リポバッテリー3sポールピースの圧延過程では、2つのロールの表面に粉末が付着することがよくあります。ロール表面を清潔に保つことは、ロールの摩耗を減らすだけでなく、リポバッテリー3sポールピースの表面品質を向上させます。圧延機のメンテナンスのしやすさも非常に重要な機能です。

実験室では通常、実験用手動スクリュープレス型ポールピースミルを使用し、ロールギャップ値を設定してロールにポールピースへの圧力をかけ、追加の圧力装置なしで圧延を行います。
したがって、実際の圧力は一般的に比較的小さく、圧延されたポールピースの圧縮密度は制限され、最大ロールギャップは一般的に機械装置によって制限され、通常は厚すぎるポールピースは圧延できません。
ポールピース圧延
さらに、ポールピースの圧延は冷間圧延と熱間圧延の2つの方法に分けられます。現在、海外ではポールピース圧延に熱間圧延が広く使用されていますが、国内ではまだ冷間圧延が使われています。冷間圧延と比較して、熱間圧延にはいくつかの利点があります。

以下の利点があります：
(1) ポールピース内部の水分を除去し、ポールピースの内部応力を低減します。これは、スリッティングやダイカット時にポールピースの内部応力の解放が減少するためです。
(2) 圧延後のポールピースの材料の反発を減らし、リポバッテリー3sポールピースの変形抵抗を低減することで、活性材料の液体吸収性の向上に寄与します。
(3) ポールピースの材料が加熱工程中に溶融状態にあるため、熱間圧延は活性材料と電解液の付着性を高め、充放電サイクル中の粉末の剥離を減らし、リポバッテリー3sのサイクル寿命を向上させることができます。
圧延スケジュールの面では、一回圧延と複数回圧延に分けられます。複数回圧延の工程は比較的複雑ですが、極片の反発を減らし、極片の光沢が良く厚さの均一性が高くなります。

3 リポバッテリー3s極片の圧延目的

極片の圧縮密度はリポバッテリー3sの電気化学性能に重要な影響を与えます。一定範囲内で圧縮密度が増加すると、活物質粒子間の距離が短くなり、接触面積が増え、イオン伝導に有利な経路や橋が増加します。マクロ的にはリポバッテリー3sの内部抵抗が減少します。しかし、極片の圧縮密度が高すぎると、活物質粒子間の接触が過度に密接になり、電子伝導性が増加します。

しかし、リチウムイオンチャネルの減少や閉塞は容量の発展に不利です。放電時には分極が増加し、電圧が低下し、容量が減少します。圧縮密度が小さすぎると粒子間隔が大きくなり、リチウムイオンの移動チャネルはスムーズで電解液の吸収能力は強いですが、粒子間の接触が十分に密接でないため電子の伝導に不利であり、放電時に分極の増加を引き起こしやすくなります。

圧延の必要性：極片のコーティングと乾燥後、活物質と集電体箔との剥離強度が非常に低いため、この時点で圧延を行い、活物質と箔との結合強度を高める必要があります。これにより、電解液浸漬やリポバッテリー3sの使用中の剥離を防止します。

圧延の目的は以下の通りです。
1) 極片の表面を滑らかで平らに保ち、コーティング面のバリがセパレーターを突き刺してショートを引き起こすのを防ぐ。
2) 極片のコーティング材料を圧縮して極片の体積を減らし、リポバッテリー3sのエネルギー密度を向上させる。
3) 活物質と導電剤粒子の接触をより密接にし、電子伝導性を向上させる。
4) コーティング材料と集電体との結合強度を高め、リポバッテリー3sの極片のサイクル中の粉落ちの発生を減らし、リポバッテリー3sのサイクル寿命と安全性能を向上させる。
さて、以上が本日の内容のすべてです。皆様のお役に立てれば幸いです。リチウム電池に関する詳細情報は、以下をクリックしてご覧ください。
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