ポールピースローリングプロセスと主要な制御要素

1.作業プロセス

ポールピースの圧延は、一般的に、2つの鋳造鋼圧縮ロール、モーター、ドライブシャフトで構成されるダブルロールプレスで完了します。ローラープレスは、作動していないときは錆びないように油の薄い層でコーティングし、使用前に無水エタノールで油層を拭き取り、巻き取りおよび巻き戻し機構、自動修正機構、ローラーなどを清掃する必要がありますポールピースコンタクトが不純物で汚染されている可能性があります。コーティングされたポールピースが巻き戻しメカニズムに固定された後、ポールピースはダブルローラーギャップを正しく通過し、巻き取りシステムに接続されます。ローリングモードをオンにすると、モーターが上下のローラーを同時に回転させ、巻き取り機構がポールピースを引っ張ってローリングギャップを確実に通過し、最終的に必要な圧縮密度まで押し込まれます。

2.ローリングの目的

ローリングの最終的な目標は、設計要件を満たす極片を取得することです。何が設計要件を満たしていますか？セルの設計要件を満たすためには、磁極片の関連パラメーター（面積密度、圧縮密度、接着力、粒子の完全性、反りサイズなど）が必要です。

巻回の必要性：磁極片をコーティングして乾燥させた後、活物質と集電箔の剥離強度が非常に低くなります。このとき、活物質と箔との接合強度を高めるために圧延する必要があります。電解液に浸したり、電池を使用したりするときに剥がれを防ぎます。

3.圧延中の問題と解決策

1）。ポールピースが壊れています

ポールピースの転がりの過程で、ポールピースはしばしば歩いているときに突然壊れます。破断は作業効率に影響を与えるだけでなく、その後のスリットや巻き取り工程に支障をきたします。これには2つの理由があります。

①コーティング工程において、ポールピースの表面に細かい粒子などの凹凸があると、転造時に2本のローラーで押されたときに、ホイルベルト方向に細かい粒子が押しつぶされます。より柔らかい粒子はそれである場合もありますそれは粉に粉砕され、次に落ちます。硬い粒子がフォイルテープを押しつぶし、フォイルテープが破損するか、場合によっては破損することもあります。

②コーティング工程で、ポールピースの面密度が異なる場合、一方のピースはオーバーロールされ、もう一方のピースはローリングプロセス中にアンダーロールされます。ポールピースのテープ走行時、テンションコントロールが同じ場合、巻圧が不足している箇所で活材の一部が脱落したり、箔までもが切れてしまいます。巻線張力を制御し、不純物の大きな粒子が磁極片の表面に落ちるのを防ぐと、磁極片の破損を効果的に減らすことができます。

2.）ポールピースが真剣に反った

磁極片が巻かれた後、磁極片は、比較的大きな程度の内部凹状および外部凸状現象を示し、これは、磁極片のスリットおよび巻き付けに役立たない。コーティングプロセスにおける重要な問題はGG見積りです。これは、圧延後のポールピースの反りの重要な原因です。エッジの厚さが中央部分より数マイクロメートルまたは10マイクロメートル以上大きいため、ローリングローラーの圧力がポールピースに加えられたとき、エッジの厚さが大きい領域のローリング力が大きくなり、不整合が生じます。極片ローラー圧縮の水平密度の。ポールピースが巻かれた後、そりは深刻であり、後続のスリットプロセスに悪影響を及ぼします。反りを制御するには、ポールピースのコーティング品質を制御することが重要です。スラリーの表面張力、ポンプ圧力、ベルト速度、ロール圧力などのパラメーターを制御することにより、ポールピースの反りを効果的に低減できます。もちろん、設計要件を満たしている状態です。

3）。ポールピースの水平と垂直の厚さが異なります

水平方向：ポールピースの回転の過程で、左と右のポールピースの厚さが一貫しないことがよくあります。ポールピースの厚みに左右のバラツキがある場合は、まずポールピースのコーティング工程の影響を排除する必要があります。巻かれていないポールピースの厚さが同じである場合、ポールピースが確実に巻かれるように、圧延圧力を左右に調整する必要があります。圧縮密度は左右で同じです。圧延プロセス中は、極片を定期的にテストして、圧延プロセス中に圧力が変化しないようにする必要があります。

縦方向：場合によっては、ポールピースが巻かれた後、テストポールピースの厚さが要件を満たしますが、スリット中に厚さが再び増加します。これがポールピースのリバウンド現象です。最初に、ポールピースの内部により多くの水があるため、ポールピースがリバウンドしますが、ローリング速度が速すぎます。ポールピースのリバウンドの問題は、ホットロールテクノロジーを使用してローリング速度を制御することで解決できます。ホットローラーの利点は次のとおりです。

①ポールピース内の水分を取り除く

②ローリング後のポールピースの反発を軽減。

③加熱時には磁極片が溶融状態になるため、熱間圧延により活物質と流体の密着性を高めることができます

④ポールピースの内部応力を低減します。スリット加工やダイカットの際に、ポールピースの内部応力を解放することによる悪影響が軽減されるためです。

theバッテリーポールピースの変形抵抗を減らすことは、活物質の液体吸収を増やすのに役立ちます。

4）。ポールピースには深刻な波状のエッジがあります

磁極片がコーティングされた後、活物質に加えて銅箔とアルミ箔の一部が露出します。ポールピースを巻くと、露出した銅箔とアルミ箔のエッジに、より密な波のパターンが現れます。この現象の発生は、バッテリーの巻線、ホットプレス、タブ溶接、その他のプロセスに影響を与えるため、排除する必要があります。エッジが波状になっているのは、銅箔とアルミ箔が銅とアルミのブロックで押し出し成形とシート加工を行っているため、金属加工性と延性に優れているためです。ポールピースが転がっている最中は、生体同士が圧迫され、銅箔とアルミ箔に一定の圧力が加わり、ある程度伸びる。圧延中、生体物質のコーティングされていない部分は伸びませんが、生体圧のあるポールピースはローラーの圧力の作用で伸びます。異なるストレッチは、フォイルストリップの端に波状のしわを形成し、平行な波を形成します。トレースは、フォイルストリップの移動方向に対して垂直です。しわのあるホイルテープに付着した活物質は、亀裂、隆起、または脱落しがちです。適切に設計されたコーティング表面密度とロール圧縮密度により、磁極片の波のエッジの発生を減らすことができます。さらに、不均一なローラーも波状のエッジを引き起こす可能性があります。

また、ポールピースの厚さ測定時の削り取りなどの操作ミスもあり、問題点が間に合わず、トレーニングを強化して意識を高めることで人為ミスも解消できます。

4.圧延プロセスの電池への影響

1）。ポールピースの加工状態に及ぼす圧延条件の影響

回転後のポールピースの理想的な状態は、ポールピースの表面が平らで、光の下での光沢が一定であり、ブランク部分に明らかな波がなく、ポールピースに大きな反りがないことです。ただし、実際の生産における運転熟練度や設備の運転条件により、問題が発生する場合があります。最も直接的な影響は、ポールピースのスリットに影響を与え、スリットするポールピースの幅が一定せず、ポールピースがバリに見えることです。転がりの結果はポールピースの巻線に影響し、極度の反りはポールピースの巻線プロセス中にポールピースとダイヤフラムを引き起こします。より大きなギャップが生成され、多層ダイヤフラムの一部がホットプレス後に重ね合わされます。これが応力集中点となり、セルのパフォーマンスに影響を与えます。

2）。セルの性能に対する圧延条件の影響

圧延プロセスのいくつかの典型的な問題は次のとおりです。①ポールピースの厚さにばらつきがあります。厚みにばらつきがあると、生体物質の密度にばらつきが生じ、ポールピース内のリチウムイオンと電子の透過率と伝導率が異なります。電流密度が異なる場合、樹枝状リチウムの沈殿を引き起こしやすく、これはバッテリーセルの性能に有害です。また、ポールピースの厚みが異なると、活物質と集電体との接触抵抗も異なる。極片が厚いほど、内部抵抗が大きくなり、バッテリーの分極が深刻になり、セル容量に影響します。 ②ポールピースに過電圧があります。コーティング中の場所によっては厚みが厚すぎるため、圧延後に過圧が発生する場合があります。過電圧の位置で活物質粒子が破壊され、活物質粒子同士の接触が密になります。セルの充電および放電プロセス中、電子伝導性は増加しますが、イオン移動チャネルが減少またはブロックされます。これは、放電プロセス中の容量の開発および分極化にはつながりません。大きいほど、電圧が低下し、容量が減少します。同時に、過電圧は電解質の浸透効果に影響し、セルの性能にも大きな影響を与えます。

5.まとめ

リチウムイオン電池の製造工程には多くの影響因子があります。各プロセスで発生する可能性のあるプロセスの問題を解決した後、生産材料の無駄を直接削減し、その後の組み立て、射出、パッケージングおよびその他のプロセスの品質と効率を向上させます。最終製品の品質と一貫性を向上させ、製造コストを削減し、リチウムイオン電池製品を市場でより競争力のあるものにします。