10 הציוד המרכזי לסוללות ליתיום: ציוד גלגול
טתפקודי הציוד המתגלגל
מַכבֵּשׁדחיסה מתייחסת לתהליך של דחיסת אלקטרודות של סוללות ליתיום שצופו ויובשו במידה מסוימת. לאחר גלגול האלקטרודה, ניתן להגדיל את צפיפות האנרגיה של סוללת הליתיום, והדבק יכול להדביק היטב את חומר האלקטרודה לקולט של האלקטרודה, ובכך למנוע אובדן אנרגיה של סוללת הליתיום הנגרם כתוצאה מנפילת חומר האלקטרודה מקולט האלקטרודה במהלך תהליך המחזור. לפני הגלגול, יש לייבש את אלקטרודות סוללת הליתיום המצופות במידה מסוימת, אחרת הציפוי על האלקטרודות יתנתק מקולט הזרם במהלך הגלגול. בעת הגלגול, יש צורך גם לשלוט בכמות הדחיסה של לוחות האלקטרודה.דחיסה מוגזמת של לוחות האלקטרודה תשפיע על חומר האלקטרודה ליד קולט הזרם, ותגרום לו לא להיות מסוגל להסיר כראוי יוני ליתיום. זה גם יגרום לחומרים הפעילים להידבק בחוזקה זה לזה, מה שיגרום להם להתנתק בקלות מקולט הזרם. במקרים חמורים, זה יכול גם לגרום לפלסטיות מוגזמת של האלקטרודה, וכתוצאה מכך חוסר היכולת של האלקטרודה המגולגלת להתפתל ולהישבר.
גלגול הוא אחד התהליכים הקריטיים ביותר בייצור אלקטרודות של סוללות ליתיום, ודיוק הגלגול משפיע רבות על ביצועי סוללות הליתיום.
מטרת לחיצת הגלילים היא כדלקמן
תהליך הלחיצה באמצעות גלילים יכול לשמור על פני השטח של האלקטרודה חלקים וישרים, ובכך למנוע את הסיכון לקצר חשמלי בסוללה הנגרם כתוצאה מקוטעים על פני האלקטרודה החודרים למפריד ולשפר את צפיפות האנרגיה של הסוללה.
תהליך לחיצת הגלילים יכול לדחוס את חומר האלקטרודה המצופה על קולט האלקטרודות, ובכך להפחית את נפח האלקטרודה, לשפר את צפיפות האנרגיה של הסוללה ולשפר את חיי המחזור וביצועי הבטיחות של סוללות ליתיום.
עקרון גלגול עמודי הסוללה
מטרת הכבישה באמצעות רולר היא לגרום לחומר הפעיל להיקשר לרדיד אלומיניום בצורה צפופה ואחידה יותר.
יש לבצע את תהליך הכבישה באמצעות גלילים לאחר השלמת הציפוי וייבוש המקטב, אחרת עלולות להתרחש נשירת אבקה וניתוק שכבת הסרט במהלך תהליך הכבישה באמצעות גלילים.
אלקטרודת הסוללה היא נייר נחושת (או נייר אלומיניום) המצופה בחלקיקי משחה חשמלית משני הצדדים.רצועת האלקטרודה של הסוללה עוברת שני תהליכים של ציפוי וייבוש לפני גלגולה.
לפני הגלגול, התרחיף החשמלישִׁכבָה עַלנייר נחושת (אוֹנייר אלומיניום) הוא תווך גרגירי חצי-זורם, חצי-מוצק, המורכב מחלקיקים או צבירים בודדים שאינם מחוברים או מחוברים חלשים, בעלי מידה מסוימת של פיזור ונזילות.ישנם פערים בין חלקיקי התרחיף החשמלי, מה שמבטיח שבמהלך תהליך הגלגול, חלקיקי התרחיף החשמלי יוכלו לעבור תנועת תזוזה קטנה כדי למלא את הפערים ולמקם את עצמם זה עם זה תחת דחיסה.ניתן לתאר את תהליך הגלגול של אלקטרודות סוללה כתהליך גלגול רציף של חלקיקי תרחיף חשמליים מוצקים למחצה במצב לא אטום.חלקיקי התרחיף החשמלי נצמדים לרדיד נחושת (או רדיד אלומיניום), ננעצים ברציפות בפער הגליל על ידי חיכוך, ומתגלגלים ונדחסים לאלקטרודות סוללה בצפיפות מסוימת.
יש הבדל משמעותי בין גלגול אלקטרודות סוללה לבין גלגול פלדה. בעת גלגול פלדה, החלק המגולגל עובר תחילה עיוות אלסטי כאשר הוא מופעל על ידי כוחות חיצוניים. כאשר הכוח החיצוני עולה לגבול מסוים, החלק המגולגל מתחיל לעבור עיוות פלסטי.העלייה בכוח החיצוני מובילה לעלייה בעיוות הפלסטי. מטרת גלגול פלדה אורכי היא להשיג התארכות. במהלך תהליך גלגול הפלדה, מולקולות מתארכות לאורכן ומתרחבות לרוחב, וכתוצאה מכך מופחת עובי החלק המגולגל אך ללא שינוי בצפיפות.
גורמים המשפיעים על איכות הגלגול
בעיות האיכות הנגרמות על ידי ציוד גלגול אלקטרודות של סוללה באות לידי ביטוי בעיקר בעובי הלא אחיד של האלקטרודה לאחר הגלגול. העובי הלא אחיד מוביל לצפיפות דחיסה לא אחידה של אלקטרודת הסוללה, שהוא גורם מפתח המשפיע על ביצועי העקביות של הסוללה.
אחידות עובי האלקטרודה כוללת גם אחידות עובי רוחבי וגם אחידות עובי אורכי, כפי שמוצג באיור. הסיבות להיווצרות חוסר אחידות עובי רוחבי וחוסר אחידות עובי אורכי שונות. הגורמים העיקריים המשפיעים על חוסר אחידות העובי הצידי של לוח הפולאר הם עיוות הכיפוף של טחנת הגלגול, קשיחות מושב המכונה, עיוות אלסטי של החלקים הנושאים את העומס העיקריים, לחץ הגלגול, רוחב לוח הפולאר וכו'. במהלך פעולת טחנת הגלגול, עקב השפעת לחץ הגלגול, החלקים הנושאים את העומס כמו טחנת הגלגול ומושב המכונה מתעוותים, מה שמוביל בסופו של דבר לעיוות סטייה של טחנת הגלגול, מה שגורם ללוח הפולאר להיראות עבה באמצע ודקה משני הצדדים בכיוון הרוחבי; הגורמים העיקריים המשפיעים על עובי אורכי לא אחיד של המקטבים הם דיוק העיבוד ודיוק ההתקנה של הגלילים, המסבים, מושבי המסבים וכו'. שגיאות עיבוד של חלקי עבודה מרכזיים יגרמו לתנודות תקופתיות בלחץ הגליל הפועל על המקטבים כאשר הגלילים מסתובבים, וכתוצאה מכך עובי דחיסה לא אחיד בכיוון האורכי של המקטבים.
הגורמים המשפיעים על איכות גלגול הסרט הקוטבי כוללים התקני בקרת מתח, התקני תיקון, התקני חיתוך, התקני הסרת אבק וכו'. במהלך תהליך הגלגול, המקטבים צריכים להיות בעלי כמות מסוימת של מתח. אם המתח קטן מדי, המקטבים נוטים להתקמט.
