欢迎来到天天文库
浏览记录
ID:20234342
大小:75.50 KB
页数:4页
时间:2018-10-11
《锂离子与超级电容器极片涂布》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、极片涂布是制备极片的关键步骤,程序是将合适黏度的浆料,涂覆在铝箔集流体上。极片涂布的一般工艺流程如图3—3所示。 涂布时金属箔由放卷装置放出,进入涂布机,基片的首尾在接片台连接成连续带后,由拉片装置送入张力调整装置和自动纠偏装置,经过调整片路张力和片路位置后进入涂布装置。极片浆料在涂布装置按预定的涂布重量和空白长度分段进行涂布。在双面涂布时,自动跟踪正面涂布和空白长度进行涂布。涂布后的湿极片送入干燥道进行干燥,干燥温度根据涂布速度和厚度设定。干燥后的极片经张力调整和自动纠偏后进行收卷。 整个涂布过程是极片生产过程中节能减排的重点。其一,为将极片烘干,需要使
2、用电能加热;其二,浆料中的溶剂NMP经加热后形成气态,排放到大气中。NMP气体有毒性,对人体有伤害。目前我国对大气中的NMP含量尚未有明确规定,但在德国,NMP被列为三类有毒化学品,允许排入大气的含量为100μ/L以下。为减少涂布过程中正负极材料的浪费,节约生产中所消耗的电能,并减少NMP气体的排放,现实生产中一般采用以下关键措施。 (1)涂布方式的选择 成功解决极片浆料的关键之一是选择合适的涂布方式。目前,大约有20多种涂布方法可用于将液体料液涂布于支撑体上。锂离子电池极片的涂布特点是:①双面单层涂布;②浆料湿涂层较厚(100~300μm);③浆料为非
3、牛顿型高黏度流体;④相对一般涂布产品而言,极片涂布精度要求高,和胶片涂布的精度要求相近;⑤涂布支持体厚度为10~20μm的铝箔和铜箔;⑥为充分烘干极板中的水分或溶剂,极片的涂布速度不高。由于极片需要在金属箔两面都涂浆料,尽管目前有同时在支持体两面进行涂布的技术,但如果选用同时双面涂布的方法,就会使涂布后的干燥和极片传送设备变得极为复杂和难于控制。因此涂布技术路线决定选用单层涂抵另一面在浆料干燥后再涂。锂离子电池极片如果采用连续涂布,在进行定长分切生产极片、焊接极耳及装配电池时,需要在每段极片上刮除浆料涂层,露出金属箔片。用连续涂布定长分切的工艺路线,效率低,不能
4、满足最终进行规模化生产的需要,而且刮掉的浆料产生大量的浪费,处理不当容易造成污染。因此,如考虑采用定长分段涂布的方法,在涂布时按电池规格需要的涂布及空白长度进行分段涂布,这样可节约工时及材料用量。但是,采用单纯的机械装置很难实现不同电池规格所需要长度的分段涂布。近年来,设备厂商在涂布头的设计中采用微电脑控制技术,将极片涂布头设计成光、机、电一体化智能控制的涂布装置。涂布前将操作参数用键盘输入计算机程序,在涂布过程中由计算机控制涂布及间歇,自动进行定长分段和双面叠合涂布。这样的涂布机可以任意设定涂布和空白长度进行分段涂布,能满足各种型号锂离子电池极片涂布的需要,是
5、目前较佳的涂布方式。 选择间歇式涂布方式,可以充分减少材料的浪费,节约极片烘烤过程中电能的消耗,提高涂布时走带速度,充分利用炉腔内的热能。在极片涂布生产线中,涂布的速度受到放卷、涂布、干燥、收卷等诸多环节的制约。由于集流体是极薄的铝箔、铜箔,刚性差,易于撕裂和产生皱折等,极片有多个传动点拖动。因此,涂布机在设计中需采用特殊技术装置,在涂布区使极片保持平展,严格控制片路张力梯度,使整个片路张力都处于安全极限内。在涂布流水线的传输设计中,宜采用直流电机智能调速控制技术,使涂布点片路速度保持稳定,从而确保了涂布的纵向均匀度。涂布机传输片路设计中,在涂布、收卷等关键部
6、位,都设计有自动纠偏装置,以保证在涂布时浆料准确地涂布于基片上。两边留有均匀的片边,在极片收卷时能得到边缘整齐的片卷。 通过设备的改造,可以保证走带速度大幅提高。但如果极片浆料涂层比较厚,涂布量大,干燥负荷就大。采用普通热风对流或烘缸热传导等干燥方法效率低,能耗大,极片若走速太快,出来的极片会出现外干内湿或表面龟裂等弊病,影响极片质量,不能从根本上解决节能问题。 (2)极片的干燥方式 为解决高速走带时极片存在的不良问题,干燥方式被不断地改进,许多设备采用了优化设计的热风冲击干燥技术,这样可以提高干燥效率,可以进行均匀快速的干燥。中国专利“锂电池膜片干燥过程
7、中NMP的回收工艺”(专利号:CN1944403A)提出了一种干燥方式,该工艺使用密闭的循环干燥系统。 装置中,由进风口进入的风经过加热后对干燥设备中的膜片进行干燥,同时热气流将吸收膜片上的NMP。含有NMP的气流经排风口排出后,经过冷却处理,冷却后气流中气体含NMP的饱和度数值降低,气流将析出多余的NMP。接着析出NMP后的回风经过风机由进风口进入,再次经过加热对膜片进行干燥,如此循环。 在冷却回收管道中具有一个全热交换器,由出风口进入的热气流经过全热交换器后再进入冷却装置,而后由冷却装置流出的冷却气体迂回到全热交换器中,然后再通过风道流向进风口。这样
8、热气体的一部分热量通过全
此文档下载收益归作者所有