Ako môže ultrazvukové striekanie zlepšiť výrobu elektród batérie?

S rýchlym vývojom nových energetických vozidiel, systémov na skladovanie energie a spotrebnej elektroniky kladie technológia výroby batérií čoraz vyššie požiadavky na výkon elektród. Rovnomernosť, kontrola hrúbky, využitie materiálu a kvalita rozhrania elektródových povlakov priamo ovplyvňujú hustotu energie batérie, životnosť cyklu a konzistenciu.

 

V tradičných procesoch výroby elektród sa vo veľkom-výrobe široko používa poťahovanie čepelí, valcovanie a poťahovanie štrbín. Na poťahovanie tenkovrstvových elektród, funkčných vrstiev, laboratórny výskum, nové materiály batérií a zložité substráty sa však technológia ultrazvukového rozprašovania objavuje ako dôležité riešenie pre presné poťahovanie. Ultrazvukové striekanie je obzvlášť vhodné pre tenké funkčné vrstvy, formulácie s nízkym až stredným obsahom pevných látok, viacvrstvové štruktúry a pokročilý vývoj materiálov batérií, ale nemusí nevyhnutne nahrádzať všetky-tradičné procesy poťahovania vo veľkom meradle pre hrubé elektródy s vysokým-pevným-obsahom.

 

Hlavné aplikácie ultrazvukového rozprašovania v elektródach batérií

1. Striekanie materiálu kladnej elektródy
Ultrazvukové rozprašovanie sa môže použiť na rovnomerné nanášanie aktívnych materiálov pozitívnych elektród na povrch kolektorov prúdu, ako je hliníková fólia. V závislosti od systému batérie a zloženia materiálu sa môže použiť pre materiály súvisiace s fosforečnanom lítnym (LFP), materiály s ternárnymi katódami, vodivé disperzie sadzí, grafénové a uhlíkové nanomateriály, spojivá a funkčné prísady. Prostredníctvom viacerých tenkých{2}}vrstvových nástrekov možno postupne vytvoriť požadovaný funkčný povlak a zlepšiť rovnomernosť rozloženia materiálu na povrchu substrátu.

2. Striekanie materiálu zápornej elektródy
V prípade materiálov na báze grafitu, kremíka{0}a iných nových materiálov na anódy možno použiť ultrazvukové striekanie na experimentálnu výrobu elektród a nanášanie povrchových funkčných vrstiev. Najmä pri výskume nových kremíkových-uhlíkových anód, grafénových kompozitov a nanomateriálov môže striekanie pomôcť dosiahnuť flexibilnejšie nanášanie materiálu a návrh viacvrstvovej štruktúry.

3. Funkčné nátery na medených a hliníkových fóliových povrchoch
Medená fólia a hliníková fólia sú bežne používané materiály zberača prúdu v lítiových batériách. Ultrazvukové striekacie zariadenie môže na svojich povrchoch nanášať vodivé vrstvy, povlaky uhlíkových materiálov, vrstvy podporujúce priľnavosť, ochranné vrstvy a vrstvy funkčného rozhrania.

4. Funkčný náter pre oddeľovač batérie
Okrem priameho striekania elektródových materiálov možno ultrazvukové rozprašovanie aplikovať aj na funkcionalizáciu separátorov batérií, ako sú povlaky keramických častíc, funkčné vrstvy polymérov, povlaky oxidu grafénu, izolačné ochranné vrstvy a vrstvy modifikovaného rozhrania.

 

Hlavné výhody zariadenia na rozprašovanie ultrazvukom

1. Dobrá rovnomernosť náteru
Ultrazvuková atomizácia môže vytvárať drobné kvapôčky, ktoré sa potom skenujú a rozprašujú pomocou presnej pohybovej platformy, čo umožňuje rovnomernejšie pokrytie materiálu na povrchu substrátu.

2. Umožňuje presné ovládanie hrúbky
Zariadenie môže upraviť konečnú hrúbku náteru riadením prietoku kvapaliny, rýchlosti striekania, počtu nástrekov, rýchlosti pohybu trysky, vzdialenosti striekania a teploty substrátu.

3. Znížte plytvanie materiálom
Materiály batérií, najmä nanomateriály, nové materiály s elektrolytom v tuhom stave -a vysoko{1}}aktívne materiály, sú zvyčajne drahé. Ultrazvukové striekanie pomocou presného prívodu kvapaliny a smerového striekania môže ukladať materiály na určené miesta, čím pomáha znižovať spotrebu materiálu počas procesu výskumu a vývoja.

4. Vhodné pre zložité podklady
Okrem tradičných plochých medených a hliníkových fólií má ultrazvukové striekanie potenciál pre aplikáciu na porézne štruktúry a zložité povrchy.

 

Pre aké typy batérií je vhodný?

Technológia ultrazvukového rozprašovania sa môže použiť na výskum a vývoj a vývoj procesov v nasledujúcich oblastiach:

• Lítium{0}}iónová batéria

• Pevné batérie

• Sodno-iónová batéria

• Lítiové kovové batérie

• Elektródy súvisiace s palivovým článkom

• Flexibilné batérie

• Mikrobatéria

• Štrukturálne batérie

• Výskum a vývoj nových materiálov na skladovanie energie

 

Aplikačná hodnota ultrazvukového striekacieho zariadenia RPS{0}}SONIC v priemysle batérií

Ultrazvukové rozprašovacie rozprašovacie zariadenie RPS-SONIC možno nakonfigurovať podľa rôznych materiálov batérií a procesných požiadaviek. Prostredníctvom ultrazvukových trysiek, presných systémov na dodávanie tekutín, automatických pohybových platforiem a vykurovacích systémov môže dosiahnuť automatizované a rovnomerné rozprašovanie elektródových materiálov.

 

Zariadenie je možné použiť na:

• Striekanie materiálov kladných elektród pre batérie

• Striekanie materiálov záporných elektród pre batérie

• Povrchová úprava medených a hliníkových fólií

• Striekanie vodivých uhlíkových materiálov

• Povlak z grafénu a uhlíkových nanomateriálov

• Funkčný náter separátorov batérií

• Príprava tenkých vrstiev-batérie v tuhom stave

• Viacvrstvové a gradientné funkčné nátery

• Experimentálne a pilotné{0}}testovanie nových materiálov batérií