Что вызывает растрескивание покрытия?

Растрескивание покрытия литиевой батареи является распространенной проблемой при производстве электродов и может напрямую влиять на характеристики батареи (например, емкость, срок службы и безопасность). Ниже приводится анализ причин и решений растрескивания покрытия:

1. Проблемы с составом жидкого раствора

Низкое содержание твердых веществ: Высокое содержание растворителя в суспензии приводит к высокому напряжению усадки во время высыхания, что приводит к растрескиванию покрытия.

Недостаточная или неравномерная дисперсия связующего: Недостаточная или неадекватно диспергированная связующая (например, ПВДФ, КМЦ/БСК) приводит к плохой вязкоэластичности и недостаточной когезии покрытия.

Неподходящее соотношение проводящего агента: Чрезмерное содержание проводящего агента (например, технического углерода, УНТ) может привести к плохой текучести раствора и концентрации напряжений во время сушки.

Плохая реология суспензии. Недостаточная тиксотропность или чрезмерная вязкость могут привести к плохому выравниванию во время нанесения покрытия и растрескиванию после высыхания.

2. Неправильные параметры процесса нанесения покрытия.

Неравномерная толщина покрытия. Чрезмерно толстые участки во время высыхания дают непостоянную усадку, что приводит к растрескиванию. Несоответствующая температура/скорость сушки. Чрезмерно высокие температуры или чрезмерная скорость сушки приводят к быстрому затвердеванию поверхности, в то время как внутренние растворители не испаряются полностью, создавая разницу в напряжениях.

Несоответствие скорости нанесения покрытия и времени выравнивания суспензии: суспензия переходит на стадию высыхания до того, как полностью выровняется, что приводит к неравномерному поверхностному натяжению.

3. Проблемы с токосъемником

Недостаточная шероховатость поверхности: поверхность токосъемника (медная/алюминиевая фольга) слишком гладкая, что приводит к плохой адгезии суспензии, легкому отслаиванию и растрескиванию.

Загрязнение или окисление поверхности. Масло, оксидные слои или загрязнения на поверхности токосъемника влияют на адгезию суспензии.

Неравномерное натяжение токосъемника. Колебания натяжения токосъемника во время нанесения покрытия могут вызвать локальное напряжение или сжатие покрытия.

4. Плохой контроль процесса сушки.

Неправильный градиент сушки: отказ от использования градиентной сушки (например, поэтапное повышение температуры) приводит к чрезмерно быстрому испарению растворителя.

Неравномерная скорость воздуха. Чрезмерная локальная скорость воздуха во время сушки горячим воздухом ускоряет затвердевание поверхности и вызывает появление трещин.

5. Оборудование и эксплуатационные факторы

Низкая точность нанесения покрытия (щель/ракель): неравномерные зазоры покрытия или износ лезвия приводят к неравномерному распределению суспензии.

Вибрация оборудования или отклонение подложки. Механическая вибрация или отклонение подложки могут вызвать колебания толщины покрытия.

1. Оптимизация рецептуры жидкого раствора

Регулировка содержания твердых веществ: Соответствующим образом увеличьте содержание твердых веществ (например, 60–70%), чтобы уменьшить напряжение усадки, вызванное испарением растворителя.

Оптимизация связующей системы:

Увеличение соотношения связующего (например, увеличение содержания ПВДФ с 2% до 3–4%).

Использование композитного связующего (например, CMC+SBR) для повышения гибкости.

Улучшение дисперсии проводящего агента. Обеспечьте равномерное распределение проводящего агента с помощью таких процессов, как шаровое измельчение и диспергирование на высокой-скорости.

Добавление пластификаторов или смачивающих агентов: Улучшите реологию и смачиваемость суспензии (например, ПЭГ, поверхностно-активные вещества).

2. Оптимизация параметров процесса

Контроль толщины покрытия. Рекомендуемая толщина одностороннего-покрытия не должна превышать 150 мкм. Если толщина покрытия слишком толстая, нанесите несколько слоев.

Настройки градиентной сушки:

В зоне низких-температур (50–80 градусов) медленно испаряйте растворитель, чтобы избежать образования пленки на поверхности.

В зоне средней-высокой-температуры (80–120 градусов) постепенно увеличивайте температуру, чтобы обеспечить полное испарение растворителя.

Отрегулируйте скорость нанесения покрытия: убедитесь, что суспензия имеет достаточно времени для выравнивания (например, уменьшите скорость нанесения покрытия или добавьте секцию выравнивания).

АСЕИ-ГФУ250Автоматическая машина для нанесения пленочного покрытиядля покрытия электродов аккумуляторов широко используются при исследовании различных пленок для высокотемпературных покрытий, таких как керамические пленки, кристаллические пленки, пленки из материалов аккумуляторов и специальные нано-пленки; они смогут адаптироваться к развитию науки и технологий формирования пленок в условиях высоких температур в будущем.

3. Предварительная обработка токосъемника

(Почти все производители литиевых батарей не выполняют эту задачу; оставьте ее производителю фольги.)

Шероховатость поверхности: электрохимическая или плазменная-обработка токосъемника для улучшения шероховатости поверхности.

Очистка и сушка: Удалите с поверхности масло и оксиды (например, кислотная очистка, ультразвуковая очистка).

Предварительно нагрейте токосъемник: разогрейте до 50-80 градусов перед нанесением покрытия, чтобы уменьшить термическое напряжение между раствором и подложкой.

4. Улучшения оборудования и эксплуатации

Выполняйте регулярное обслуживание покрывающей головки: проверяйте однородность щелевого зазора, чтобы предотвратить износ или засорение лезвия.

Стабильное натяжение носителя. Используйте систему управления натяжением с замкнутым-контуром, чтобы свести к минимуму колебания носителя. Оптимизируйте поток воздуха для сушки. Обеспечьте равномерное распределение горячего воздуха во избежание локального чрезмерного-обдува.

5. Другие меры

Контроль влажности: поддерживайте влажность в цехе нанесения покрытий на уровне от 30 % до 50 % (тройные материалы с высоким-никелем требуют более низкой влажности, в то время как материалы отрицательных электродов можно отрегулировать до более высокой влажности или использовать увлажнитель), чтобы суспензия не впитывала влагу и не высыхала слишком быстро.

Выдержка суспензии: дайте суспензии постоять 1-2 часа перед нанесением покрытия, чтобы избежать образования пузырьков и напряжения.

Онлайн-мониторинг: используйте бета--или лазерный толщиномер, чтобы контролировать толщину покрытия в режиме реального времени и оперативно корректировать процесс.

Предварительное наблюдение: Проанализируйте морфологию трещин (например, поперечные/вертикальные трещины, сетчатые трещины) с помощью микроскопа или SEM.

Испытание суспензии: проверьте вязкость суспензии, содержание твердых веществ и реологические свойства.

Обзор параметров процесса: просмотрите профили температуры сушки, скорость нанесения покрытия и записи натяжения подложки.

Испытание на адгезию: оцените прочность сцепления между покрытием и токосъемником с помощью теста на отслаивание ленты. Систематически анализируя составы суспензий, параметры процесса, состояние оборудования и факторы окружающей среды, мы можем конкретно решать проблемы растрескивания покрытий, улучшая выход электродов и производительность аккумуляторов.

Конечно, хорошее оборудование, отличный дизайн и опытные специалисты и операторы обычно обеспечивают отличные результаты.

Эйси Интеллигентспециализируется на исследованиях и производстве высококачественного-оборудования для литий-ионных аккумуляторов. Мы можем не только предоставить универсальное решение для-линии по производству литий-ионных аккумуляторов для цилиндрических батарей, монетных батарей, пакетных элементов, но также предоставить универсальное решение для линии сборки литиевых аккумуляторов-. Если вы новичок в производстве литий-ионных аккумуляторов и хотите построить собственную линию по производству литий-ионных батарей или линию по сборке блоков литий-ионных аккумуляторов, мы можем предоставить вампрофессиональная техническая поддержка и руководство, пожалуйста, свяжитесь с нами!

Свяжитесь сейчас