ציוד לסוללות ליתיום - ציוד לכבישה על רולר

לחיצה על רולר הוא תהליך דחיסת המוצר המצופה באמצעות שני גלילי פלדה עם מרווח ולחץ מסוימים לעובי מוגדר.

01. פונקציות, עקרונות של ציוד כבישה על גלילים וגורמים המשפיעים על איכות כבישה על גלילים

1.1 פונקציות של ציוד לחיצה על רולר

כבישה באמצעות גלילים כוללת דחיסת יריעות אלקטרודה של סוללות ליתיום מצופות ומיובשות חלקית. תהליך זה משפר את צפיפות האנרגיה של הסוללה תוך הבטחת שהחומר המקשר מצמיד היטב את חומרי האלקטרודה לקולט הזרם, ומונע ניתוק החומר ואובדן אנרגיה במהלך הגלגול. לפני הגלגול, יש לייבש את יריעות האלקטרודה המצופות כראוי כדי למנוע קילוף הציפוי מקולט הזרם. במהלך כבישה באמצעות גלילים, שליטה במידת הדחיסה היא קריטית: דחיסה מוגזמת משפיעה על אינטרקלציה/דה-אינטרקלציה של יוני ליתיום ליד קולט הזרם, גורמת לחומרים פעילים להידבק חזק מדי (מה שמוביל לניתוק קל), ואף עלולה להפוך את יריעת האלקטרודה לפלסטית מדי, מה שמוביל לכשל או שבר של הסליל לאחר הגלגול.

גִלגוּל הוא אחד התהליכים החשובים ביותר בייצור יריעות אלקטרודה של סוללות ליתיום, ודיוק הגלגול משפיע באופן משמעותי על ביצועי סוללות הליתיום..

מטרות הגלגול הן כדלקמן:

תהליך לחיצת הגליל יכול לשמור על פני השטח של גיליון האלקטרודה חלקיםשן ושטוחה, ובכך מונעת את הסיכון לקצר חשמלי בסוללה הנגרם על ידי קוצים על פני יריעת האלקטרודה החודרים למפריד ומשפרת את צפיפות האנרגיה של הסוללה. תהליך לחיצת הגלילים יכול לדחוס את חומר האלקטרודה המצופה על קולט הזרם של יריעת האלקטרודה, ובכך להפחית את נפח יריעת האלקטרודה, להגדיל את צפיפות האנרגיה של הסוללה ולשפר את אורך חיי הסוללה ואת ביצועי הבטיחות של סוללות ליתיום.

1.2 עקרון גלגול יריעות אלקטרודה של סוללה

מטרת הגלגול היא להפוך את הקשר בין החומר הפעיל לרדיד לדחוס יותר ואחיד בעובי. תהליך הכבישה באמצעות גליל חייב להתבצע לאחר השלמת הציפוי וייבוש יריעת האלקטרודה; אחרת, תופעות כגון נשירת אבקה והתנתקות שכבת הסרט צפויות להתרחש במהלך תהליך הכבישה באמצעות גליל. יריעת האלקטרודה של הסוללה היא...נייר נחושת (אוֹנייר אלומיניום) מצופה בחלקיקי תרחיף חשמליים משני הצדדים. רצועת האלקטרודה של הסוללה עוברת שני תהליכים של ציפוי וייבוש לפני הגלגול. לפני הגלגול, ציפוי התרחיף החשמלי על נייר הנחושת (או נייר האלומיניום) הוא תווך גרגירי חצי-זורם וחצי-מוצק, המורכב מחלקיקים או צברים בודדים שאינם מחוברים או מחוברים חלשים, ובעל פיזור ונזילות מסוימים. 

1.3 גורמים המשפיעים על איכות כבישת רולר

בעיות איכות ביריעות אלקטרודות של סוללות עקב ציוד גלגול מופיעות בעיקר כעובי לא אחיד לאחר הגלגול, מה שגורם לצפיפות דחיסה לא אחידה - גורם קריטי לעקביות ביצועי הסוללה. אחידות העובי כוללת עקביות רוחבית ואורכית, עם סיבות שונות (איור 4). גורמים מרכזיים לחוסר אחידות בעובי רוחבי כוללים עיוות כיפוף הגלגול, קשיחות המסגרת, עיוות אלסטי של רכיבים נושאי עומס עיקריים, לחץ הגלגול ורוחב יריעת האלקטרודה.