Ультразвуковое оборудование для распыления литиевых батарей: повышение точности для высококачественной-модернизации отрасли производства литиевых батарей

Основная логика работы ультразвукового оборудования для распыления литиевых батарей заключается в использовании пьезоэлектрических керамических преобразователей для преобразования электрической энергии в высокочастотные механические вибрации -частоты 20 кГц-120 кГц. За счет фрагментации капиллярных волн суспензия литиевой батареи (положительный электрод, отрицательный электрод, электролит или керамическая суспензия и т. д.) распыляется на однородные микрокапли размером 1–50 мкм. Эти капли затем аккуратно переносятся на поверхность подложки на низкой скорости (<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.

В отличие от традиционных процессов распыления потоком воздуха под высоким-давлением и нанесения покрытия на лезвия, ультразвуковое распыление полностью полагается на энергию высокочастотной вибрации для распыления, что исключает необходимость воздействия высокого-давления. Это позволяет избежать дефектов покрытия, вызванных скоплением капель и разбрызгиванием, а также обеспечивает бесконтактное нанесение покрытия, защищая хрупкие подложки, такие как ультра-тонкие токосъемники (медная фольга и алюминиевая фольга толщиной менее 6 мкм) и гибкие сепараторы, от повреждений. Между тем, путем точного контроля таких параметров, как амплитуда ультразвука, скорость распыления, расстояние между соплами и скорость потока суспензии, толщину покрытия можно контролировать на уровне от нанометра до микрометра, при этом ошибка однородности толщины составляет менее или равна ± 2%, а ошибка однородности пористости снижается до ± 1%, достигая эффекта точного управления, которого трудно достичь с помощью традиционных процессов.

Основные преимущества:

Превосходное качество покрытия, закладывающее прочную основу для производительности батареи. Равномерное и плотное покрытие является основным условием улучшения производительности литиевых батарей.

Ультразвуковое распыление распыляет суспензию на однородные капли микронного- размера, в результате чего в покрытии отсутствуют поры, агломерации и краевые эффекты. Это эффективно позволяет избежать таких проблем, как неравномерная толщина покрытия, растрескивание и пропуски покрытия, возникающие в традиционных процессах, что значительно улучшает консистенцию электродов и сепараторов. Например, при нанесении покрытия на электроды однородное покрытие может сократить путь миграции ионов лития, сокращая время зарядки аккумулятора более чем на 30 % по сравнению с традиционными процессами. В покрытии сепаратора точно контролируемые керамические покрытия могут повысить термостойкость сепаратора более чем на 200 градусов, эффективно подавляя высоко-термическую усадку и снижая риск короткого замыкания батареи. Одновременно с этим можно создать дизайн градиентного покрытия за счет регулирования параметров, таких как поверхностный слой,-богатый марганцем, и нижний слой, богатый никелем-, что оптимизирует электрохимические характеристики батареи и способствует разработке батарей с высокой-энергетической-плотностью.

(II) Высокое использование материалов, достижение беспроигрышной ситуации по снижению затрат и повышению эффективности.

Жидкости литий-ионных-батарей часто содержат драгоценные металлы, такие как кобальт, никель и платина, а также ценные-материалы, такие как графен и углеродные нанотрубки. Потери материала напрямую влияют на себестоимость продукции. Традиционные процессы распыления страдают от неравномерного распыления и сильного разбрызгивания, в результате чего потери суспензии превышают 15%. Ультразвуковое распыление с его возможностями точного распыления и направленного осаждения может увеличить коэффициент использования материала до 85 %-95 %, значительно сокращая отходы ценных материалов. Это особенно подходит для покрытия дорогостоящих растворов катализаторов, что значительно снижает производственные затраты предприятия. В крупномасштабном массовом производстве это преимущество может привести к значительным экономическим выгодам, помогая предприятиям получить преимущество в затратах в условиях жесткой рыночной конкуренции.

(III) Высокая совместимость процессов, адаптация к разнообразным производственным потребностям

Ультразвуковое оборудование для распыления литий-ионных аккумуляторов обладает чрезвычайно высокой технологической гибкостью, совместимо с различными суспензионными системами, такими как суспензии на водной-основе и-на основе растворителей, и адаптируется к потребностям покрытия всех основных компонентов литий-ионных батарей, включая положительный электрод, отрицательный электрод, сепаратор и пластины. Будь то активное суспензионное покрытие катодов с высоким-никелем и кремниевых-углеродных анодов, керамическое покрытие и модификация полимерного покрытия сепараторов или анти-коррозионное покрытие вкладок и защитное покрытие корпусов, оборудование может обеспечить точное покрытие посредством регулировки параметров. В то же время оборудование можно адаптировать к различным сценариям, таким как лабораторные исследования и разработки, пилотное производство и промышленное массовое производство, охватывая различные модели, включая настольные, пилотные-масштабные и конвейерные типы, обеспечивая полный-охват процесса от проверки формулы до крупномасштабного-производства.

(IV) Экологически чистый, экологически чистый и высокоэффективный, соответствующий тенденциям развития отрасли.

По сравнению с традиционным распылением под высоким-давлением, для которого требуется большое количество воздуха под-давлением, ультразвуковое распыление не требует поддержки воздушного потока под высоким-давлением, что снижает испарение растворителя на 30 %-50 % и снижает выбросы летучих органических соединений, что соответствует тенденции развития производства литиевых батарей с низким-углеродом. Кроме того, в оборудовании используется незасоряющаяся конструкция, а распыление не зависит от форсунок малого-диаметра, что позволяет эффективно избежать простоев в обслуживании, вызванных засорением шламом, сократить время простоя производства и повысить эффективность производства; в сочетании с устройством для регенерации растворителя можно еще больше снизить экологические затраты, создавая замкнутую систему экологически чистого производства.

Основные приложения:Охватывает всю цепочку производства литиевых аккумуляторов, расширяя возможности-высокотехнологичного производства.

(I) Подготовка электродов: повышение плотности энергии батареи и срока службы батареи

(II) Модификация сепаратора: усиление барьера безопасности батареи