Jak může povlakování ultrazvukovým nástřikem zlepšit výrobu elektrod pro baterie?

S rychlým vývojem nových energetických vozidel, systémů pro skladování energie a spotřební elektroniky klade technologie výroby baterií stále vyšší požadavky na výkon elektrod. Jednotnost, kontrola tloušťky, využití materiálu a kvalita rozhraní elektrodových povlaků přímo ovlivňují hustotu energie baterie, životnost cyklu a konzistenci.

 

V tradičních procesech výroby elektrod se ve velkovýrobě široce používají povlakování čepelí, válcování a potahování štěrbin. Avšak pro potahování tenkých-filmových elektrod, funkčních vrstev, laboratorní výzkum, nové materiály baterií a komplexní substráty se technologie ultrazvukového rozprašování objevuje jako důležité řešení pro přesné potahování. Ultrazvukové stříkání je zvláště vhodné pro tenké funkční vrstvy, formulace s nízkým až středním obsahem pevných látek, vícevrstvé struktury a pokročilý vývoj materiálů pro baterie, ale nemusí nutně nahradit všechny-tradiční procesy potahování ve velkém měřítku pro silné elektrody s vysokým-pevným-obsahem.

 

Hlavní aplikace ultrazvukového rozprašování v elektrodách baterií

1. Nástřik materiálu kladné elektrody
Ultrazvukové rozprašování lze použít k rovnoměrnému nanášení aktivních materiálů kladných elektrod na povrch kolektorů proudu, jako je hliníková fólie. V závislosti na systému baterie a složení materiálu může být použit pro materiály související s fosforečnanem lithným (LFP), materiály s ternární katodou, vodivé disperze sazí, grafen a uhlíkové nanomateriály, pojiva a funkční přísady. Vícenásobným nástřikem tenkých vrstev lze postupně vytvořit požadovaný funkční povlak a zlepšit rovnoměrnost rozložení materiálu na povrchu substrátu.

2. Nástřik materiálu negativní elektrody
U materiálů na bázi grafitu, křemíku-a dalších nových materiálů anod lze k experimentální výrobě elektrod a nanášení povrchových funkčních vrstev použít ultrazvukové stříkání. Zejména při výzkumu nových křemíkových-uhlíkových anod, grafenových kompozitů a nanomateriálů může nástřik pomoci dosáhnout flexibilnějšího nanášení materiálu a návrhu vícevrstvé struktury.

3. Funkční povlaky na površích mědi a hliníkové fólie
Měděná fólie a hliníková fólie jsou běžně používané materiály sběračů proudu v lithiových bateriích. Ultrazvukové stříkací zařízení může na své povrchy nanášet vodivé vrstvy, povlaky uhlíkového materiálu, vrstvy podporující adhezi, ochranné vrstvy a vrstvy funkčního rozhraní.

4. Funkční povlak pro oddělovač baterie
Kromě přímého nástřiku elektrodových materiálů lze ultrazvukové rozprašování také aplikovat na funkcionalizaci separátorů baterií, jako jsou povlaky keramických částic, funkční vrstvy polymerů, povlaky oxidu grafenu, izolační ochranné vrstvy a vrstvy modifikovaného rozhraní.

 

Hlavní výhody zařízení pro ultrazvukové rozprašování

1. Dobrá rovnoměrnost povlaku
Ultrazvuková atomizace může tvořit drobné kapičky, které jsou poté skenovány a rozprašovány pomocí platformy s přesným pohybem, což umožňuje rovnoměrnější pokrytí materiálu na povrchu substrátu.

2. Umožňuje přesnou kontrolu tloušťky
Zařízení může upravit konečnou tloušťku povlaku řízením průtoku kapaliny, rychlosti stříkání, počtu stříkání, rychlosti pohybu trysky, vzdálenosti stříkání a teploty substrátu.

3. Snižte plýtvání materiálem
Bateriové materiály, zejména nanomateriály, nové pevné -materiály elektrolytů a vysoce{1}}hodnotné aktivní materiály, jsou obvykle drahé. Ultrazvukové stříkání prostřednictvím přesného přívodu kapaliny a směrového nástřiku může ukládat materiály na vyhrazená místa, čímž pomáhá snižovat spotřebu materiálu během procesu výzkumu a vývoje.

4. Vhodné pro složité podklady
Kromě tradičních plochých měděných a hliníkových fólií má ultrazvukový nástřik potenciál být aplikován na porézní struktury a složité povrchy.

 

Pro jaké typy baterií je vhodný?

Technologie ultrazvukového rozprašování může být aplikována na výzkum a vývoj a vývoj procesů v následujících oblastech:

• Lithium{0}}iontová baterie

• Pevné baterie

• Sodno-iontová baterie

• Lithium-kovové baterie

• Elektrody související s palivovými články

• Flexibilní baterie

• Mikrobaterie

• Strukturální baterie

• Výzkum a vývoj nových materiálů pro skladování energie

 

Aplikační hodnota ultrazvukového stříkacího zařízení RPS{0}}SONIC v průmyslu baterií

Ultrazvukové rozprašovací zařízení RPS{0}}SONIC lze konfigurovat podle různých materiálů baterií a procesních požadavků. Prostřednictvím ultrazvukových trysek, přesných systémů přívodu kapaliny, automatických pohybových platforem a topných systémů může dosáhnout automatizovaného a rovnoměrného rozprašování elektrodových materiálů.

 

Zařízení lze použít pro:

• Stříkání materiálů kladných elektrod pro baterie

• Stříkání materiálů záporných elektrod pro baterie

• Povrchová úprava měděných a hliníkových fólií

• Nástřik vodivých uhlíkových materiálů

• Povlak z grafenu a uhlíkových nanomateriálů

• Funkční nátěr bateriových separátorů

• Příprava tenkých vrstev-baterie

• Vícevrstvé a gradientní funkční povlaky

• Experimentální a pilotní{0}}testování nových materiálů baterií