리포 배터리 3S 폴 피스 롤링 공정 요약

이 글은 리포 배터리 3s 극판의 압연을 소개하는 글입니다. 본문은 리튬 배터리 극판 압연의 의미와 목적을 설명합니다. 관심 있는 분들과 CNHL 에서 함께 확인해 보시기 바랍니다.

1 리포 배터리 3s 극판 압연의 의의

리포 배터리 3s 극판은 코팅 및 건조 후 활성 물질과 전류 집전체 호일의 박리 강도가 매우 낮아 활성 물질과 호일의 접착 강도를 높이기 위해 압연해야 합니다. 이는 활성 물질과 호일이 전해질에 침지되어 사용 중에 리포 배터리 3s가 박리되는 것을 방지하기 위함입니다. 동시에 극판 압연은 셀의 부피를 압축하여 셀의 에너지 밀도를 향상시키고, 극판 내부 활성 물질, 전도제 및 바인더 사이의 기공률을 줄이며, 리포 배터리 3s의 저항을 감소시켜 성능을 향상시킵니다.
다음 리튬 배터리 극판에 관한 글에는 자세한 소개가 있으며, 필요하신 분들은 클릭하여 확인할 수 있습니다:
일반적인 4s 리포 배터리 폴 피스 결함 유형과 그 영향 및 감지 방법

2 리포 배터리 3s 극판 롤러 프레스 소개

리포 배터리 3s 극판의 표면 재료 밀도와 두께 일관성을 향상시키기 위해 양극과 음극 극판은 코팅 공정 후에 압연해야 합니다. 이 공정을 리포 배터리 3s 극판의 압연이라고 합니다. 현재 국내외 리튬 이온 리포 배터리 3s 제조업체는 모두 2롤러 프레스를 사용하여 극판을 압연합니다. 2롤러 프레스는 두 개의 주철 압축 롤러, 모터 및 구동축으로 구성됩니다.

주류 모델은 롤 직경이 500mm이고 롤 본체 길이가 500mm에서 700mm입니다. 극판의 폭 방향 두께 일관성은 좋지 않습니다. 두께 일관성의 정확도 요구 사항을 보장하기 위해 롤의 길이와 직경 비율이 종종 작아져 결국 극판의 압연 폭이 좁아집니다.
동박, 알루미늄박 등 박막 재료 분야에서 대부분의 박막 재료는 4롤 압연기로 압연 생산되며, 표면 정밀도는 수 마이크론에 달하고 압연 폭은 1m 이상에 달할 수 있습니다. 그러나 4롤 롤 프레스가 폴 피스 압연에 적용된 전례는 없습니다?

압연기 압연 과정

완전한 압연 과정은 코팅된 폴 피스를 풀림 메커니즘에 고정하고, 폴 피스를 이중 롤러 간격을 올바르게 통과시키며, 권취 시스템에 연결하는 것입니다. 압연 모드가 켜지면 모터가 상하 롤러를 동시에 회전시키고, 권취 메커니즘에 의해 당겨진 폴 피스는 안정적으로 압연 간격을 통과하여 최종적으로 요구되는 압축 밀도로 압착됩니다. 롤러 프레스는 작동하지 않을 때 녹 방지를 위해 얇은 기름막을 코팅해야 하며, 사용 전에는 절대 에탄올로 기름막을 닦고 권취 및 풀림 메커니즘과 자동 편차 보정 메커니즘을 청소해야 합니다.

롤러 기능 모듈

따라서 우수한 롤러 프레스는 다음 기능 모듈을 포함해야 합니다:
1) 롤러 압력 조절 및 빠른 반응 기능:
압연기의 두 롤러 간 압력 조절은 리포 배터리 3s 폴 피스 활성 물질의 압축 밀도를 향상시키기 위한 필수 조건입니다. 간헐적 코팅, 단일 및 이중 엇갈림 등 요인의 영향으로 두 롤러 간 압력 조절은 빠르게 반응해야 합니다.

2) 롤러 간격 조절 및 정확한 재설정 기능:
압연기의 두 롤러 간 간격 조절은 리포 배터리 3s 폴 피스의 두께를 얻기 위한 필수 조건입니다. 폴 피스 코팅 방식의 변경과 폴 피스 접합 필요성으로 인해 두 롤러 간 간격은 빠르게 조정된 후 정확히 재설정되어야 합니다.
폴 피스 압연 전후 장력 조절 및 빠른 반응 기능: 리포 배터리 3s 폴 피스 압연 과정에서 전후 장력을 조절하여 리포 배터리 3s 폴 피스의 평탄도를 제어할 수 있습니다. 압연 과정 중 압연 선속도는 순간적으로 자주 변하며, 장력 제어의 빠른 반응은 벨트 파손을 방지하는 중요한 수단입니다.

3) 롤러의 무단 속도 조절 및 선속도 동기화 기능:
리포 배터리 3s 폴 피스 압연기는 시작 및 정지 과정 중 또는 공정 요구에 따라 두 롤러의 무단 속도 변화를 수행해야 하며, 동시에 두 롤러의 선속도가 일치하도록 보장해야 합니다.

4) 폴 피스 압연 온도 조절 기능:
리포 배터리 3s 극판의 압연 온도를 조절하면 압연 과정 중 극판의 변형 저항과 소성 변형에 직접적인 영향을 미칠 수 있습니다.
리튬 배터리 극판에 대해 일반적인 결함과 해결책을 아래에 소개하며, 필요하신 분들은 읽기를 확장할 수 있습니다:
1300mah 5s 배터리 극판 코팅 결함 및 영향 요인

5) 롤 변형 교정 기능:
리포 배터리 3s 극판의 압연 공정 또는 온도 조절 과정에서 두 롤은 축 방향 편향 변형과 반경 방향 팽창 변형이 발생합니다. 롤 변형을 교정하는 것은 리포 배터리 3s 극판의 두께 균일성과 압축 밀도 균일성에 직접적인 영향을 미칩니다.
극판 압연 공정의 지능형 제어 기능:
극판 압연 속도와 자동화 정도가 지속적으로 향상됨에 따라 자동 적재 및 하역, 자동 테이프 접합, 자동 압력, 자동 간격 조정, 온라인 모니터링을 위한 폐쇄 루프 제어 및 심지어 지능형 제어가 요구됩니다.

6) 롤 청소 및 유지보수 기능:
리포 배터리 3s 극판의 압연 과정에서 두 롤 표면에 분말이 달라붙는 현상이 흔히 발생합니다. 롤 표면을 깨끗하게 유지하면 롤의 마모를 줄일 뿐만 아니라 리포 배터리 3s 극판의 표면 품질을 향상시킬 수 있습니다. 압연기의 유지보수 용이성도 매우 필요한 기능입니다.

실험실에서는 보통 실험용 수동 나사 프레스형 극판 밀을 사용하며, 롤 간격 값을 설정하여 롤이 추가 압력 장치 없이 극판에 압력을 가하도록 합니다.
따라서 실제 압력은 일반적으로 상대적으로 작고, 압연된 극판의 압축 밀도가 제한되며, 최대 롤 간격은 일반적으로 기계 장치에 의해 제한되고, 너무 두꺼운 극판은 압연할 수 없습니다.
극판 압연
또한, 극판 압연은 냉간 압연과 열간 압연 두 가지 방법으로 나뉩니다. 현재 해외에서는 극판 압연에 열간 압연이 널리 사용되고 있으나, 국내에서는 여전히 냉간 압연이 사용되고 있습니다. 냉간 압연과 비교할 때 열간 압연은 몇 가지 장점이 있습니다.

다음과 같은 장점이 있습니다:
(1) 극판 내부의 수분을 제거하고; 극판의 내부 응력을 줄입니다. 절단 또는 다이 커팅 시 극판 내부 응력의 해소가 줄어들기 때문입니다.
(2) 압연 후 극판의 재료 반발을 줄이고; 리포 배터리 3s 극판의 변형 저항을 감소시켜 활성 물질의 액체 흡수를 개선하는 데 유리합니다.
(3) 극판 재료가 가열 과정에서 용융 상태에 있기 때문에: 열간 압연은 활성 물질과 유체 사이의 부착력을 증가시키고, 충방전 사이클 동안 분말 탈락 발생을 줄이며, 리포 배터리 3s의 사이클 수명을 향상시킬 수 있습니다.
압연 일정 측면에서: 단일 압연과 다중 압연으로 나눌 수 있습니다. 다중 압연 공정은 비교적 복잡하지만 극판의 반발을 줄이고, 극판에 좋은 광택과 높은 두께 일관성을 부여합니다.

3 리포 배터리 3s 극판 압연 목적

극판의 압축 밀도는 리포 배터리 3s의 전기화학적 성능에 중요한 영향을 미칩니다. 일정 범위 내에서 압축 밀도가 증가하면 활성 물질 입자 간 거리가 줄어들고 접촉 면적이 증가하며 이온 전도에 유리한 경로와 다리가 늘어납니다. 거시적으로는 리포 배터리 3s의 내부 저항이 감소합니다. 그러나 극판의 압축 밀도가 너무 높으면 활성 물질 입자 간 접촉이 너무 밀접해져 전자 전도성이 증가합니다.

그러나 리튬 이온 채널의 감소 또는 차단은 용량 개발에 도움이 되지 않습니다. 방전 시 분극이 증가하고 전압이 감소하며 용량이 줄어듭니다. 압축 밀도가 너무 낮으면 입자 간 간격이 크고 리튬 이온 이동 채널이 원활하며 전해질 흡수 능력이 강해 리포 배터리 3s 내부의 리튬 이온 이동에 유리하지만, 입자 간 접촉이 충분히 밀접하지 않아 전자 전도에 불리합니다. 방전 시 분극 증가를 초래하기 쉽습니다.

압연의 필요성: 극판이 코팅되고 건조된 후, 활성 물질과 집전체 호일 간의 박리 강도가 매우 낮습니다. 이때 활성 물질과 호일 간의 접착 강도를 높이기 위해 압연이 필요하며, 이를 통해 전해질 침지 및 리포 배터리 3s 사용 중 박리를 방지할 수 있습니다.

압연의 목적은 다음과 같습니다:
1) 극판 표면이 매끄럽고 평평하도록 하여, 코팅 표면의 버가 분리막을 찔러 단락을 일으키는 것을 방지합니다;
2) 극판의 코팅 재료를 압축하여 극판의 부피를 줄이고 리포 배터리 3s의 에너지 밀도를 향상시킵니다;
3) 활성 물질과 전도제 입자 간의 접촉을 더욱 밀접하게 하여 전자 전도성을 향상시킵니다;
4) 코팅 재료와 집전체 간의 접착 강도를 향상시켜, 사이클 중 리포 배터리 3s 극판의 분말 탈락 발생을 줄이고, 리포 배터리 3s의 사이클 수명과 안전 성능을 개선합니다.
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1300mAh 22.2V 6s 리포 배터리의 단계별 충전