Como reduzir a flutuação do aglutinante durante a preparação de baterias de-íon de lítio?
A ocorrência de flutuação do ligante deve-se principalmente às condições de secagem. As condições de secagem incluem principalmente o método de secagem (aquecimento elétrico, aquecimento infravermelho ou aquecimento a vapor), temperatura de secagem (seleção de temperatura), configuração do forno (várias seções do forno), gradiente de temperatura, etc.
Liu Ping, da China Electronics Technology Group Co., Ltd. estudou o método de secagem de uma certa pasta catódica. O efeito da temperatura de secagem e do ajuste do forno na resistência ao descascamento da peça polar é mostrado na figura:
Tabela de comparação da resistência ao descascamento de peças polares positivas em diferentes faixas de temperatura
Na figura, o eixo Z é o valor da resistência ao descascamento, o eixo X é a distribuição do intervalo de temperatura e o eixo Y é a configuração de temperatura do intervalo. Aqui, 2/2 no eixo X- representa que a seção de secagem consiste em quatro seções de fornos, onde as configurações de temperatura do forno são as mesmas para cada duas seções.
Da mesma forma, 3/1 significa que as configurações de temperatura dos três fornos são as mesmas e as configurações de temperatura do forno da outra seção são diferentes. Pode-se ver claramente na figura que não importa qual intervalo é distribuído, a curva de resistência ao descascamento mostra a mesma distribuição de tendência. A resistência ao descascamento no intervalo de temperatura contendo 150 graus é relativamente alta, e a resistência ao descascamento na configuração do intervalo 2-2 é significativamente maior do que os intervalos 1-3 e 3-1.
Sob a mesma configuração de faixa de temperatura do forno, como 2-2, pode-se ver que a força de descascamento da peça polar é a maior sob a configuração de temperatura de 90 graus -150 graus, e a força de descascamento é a mais baixa sob a temperatura ajuste de faixa de 120 graus -150 graus, o que significa que a 120 graus na temperatura de secagem de grau, a migração do aglutinante tem uma grande influência na coesão do aglutinante.
O exemplo acima ilustra um método para selecionar a temperatura da seção de secagem e definir a zona de temperatura no processo de revestimento para sua referência. Com a melhoria dos requisitos para a eficiência do revestimento, a velocidade do revestimento aumentou dos dez metros por segundo iniciais para setenta ou oitenta metros por segundo, e a seleção da temperatura e o controle da zona de temperatura estão se tornando cada vez mais importantes.
Para evitar o problema de flutuação do ligante durante o processo de secagem, o controle da zona de temperatura selecionará uma temperatura de três-estágios ou quatro-estágios ou mesmo multi{2}}estágios distribuição gradiente. Geralmente, a baixa temperatura é usada para evitar que a peça polar pulverizada entre na zona de alta temperatura. O defeito causado pela interrupção rápida é a alta faixa de temperatura. Nesta faixa, a cristalinidade do PVDF é alta e possui boa adesão, o que tem um efeito positivo na resistência interna e no desempenho do ciclo da bateria fabricada.
No terceiro estágio, a temperatura é reduzida para uma temperatura mais baixa para evitar encolhimento e defeitos de revestimento após a temperatura excessivamente alta ser resfriada repentinamente. Devido aos diferentes materiais ativos e materiais PVDF usados por cada empresa, é necessário realizar experimentos individuais para determinar a temperatura ideal de secagem e as condições de ajuste da zona de temperatura.
A seleção de condições precisa atender ao desempenho e eficiência de produção das baterias de-íon de lítio ao mesmo tempo. Para melhorar a eficiência, a qualidade da bateria não pode ser ignorada, nem o desempenho perfeito pode ser perseguido cegamente para reduzir a eficiência da produção e aumentar os custos de produção. O método de secagem com configurações de temperatura multi-gradiente pode efetivamente reduzir o grau de distribuição desigual do aglutinante causado pela flutuação do aglutinante de PVDF e também garantir a eficiência da produção da peça polar.
