Hvordan kan ultralydsspraybelægning forbedre fremstillingen af ​​batterielektroder?

Med den hurtige udvikling af nye energikøretøjer, energilagringssystemer og forbrugerelektronik stiller batterifremstillingsteknologien stadig højere krav til elektrodeydelse. Ensartetheden, tykkelseskontrollen, materialeudnyttelsen og grænsefladekvaliteten af ​​elektrodebelægninger påvirker direkte batteriets energitæthed, cykluslevetid og konsistens.

 

I traditionelle elektrodefremstillingsprocesser er bladbelægning, rullebelægning og spaltebelægning i vid udstrækning brugt i stor-produktion. Til belægning af tynde-filmelektroder, funktionelle lag, laboratorieforskning, nye batterimaterialer og komplekse substrater er ultralydsforstøvningssprøjteteknologi ved at dukke op som en vigtig præcisionsbelægningsløsning. Ultralydssprøjtning er særligt velegnet til tynde funktionelle lag, formuleringer med lavt til medium fast indhold, flerlagsstrukturer og avanceret udvikling af batterimateriale, men det erstatter ikke nødvendigvis alle traditionelle-belægningsprocesser i stor skala til tykke elektroder med-fast-indhold.

 

Hovedanvendelser af ultralydsforstøvningssprøjtning i batterielektroder

1. Sprøjtning af positivt elektrodemateriale
Ultralydsforstøvningssprøjtning kan bruges til ensartet at afsætte positive elektrodeaktive materialer på overfladen af ​​strømaftagere, såsom aluminiumsfolie. Afhængigt af batterisystemet og materialeformuleringen kan det bruges til lithiumjernphosphat (LFP) relaterede materialer, ternære katodematerialer, ledende carbon black dispersioner, grafen og carbon nanomaterialer, bindemidler og funktionelle additiver. Gennem flere tynde-lagssprøjtninger kan den ønskede funktionelle belægning gradvist dannes, og ensartetheden af ​​materialefordelingen på substratoverfladen kan forbedres.

2. Sprayning af negativ elektrodemateriale
Til grafit, silicium-baserede materialer og andre nye anodematerialer kan ultralydssprøjtning bruges til eksperimentel elektrodefremstilling og overfladefunktionel lagaflejring. Især i forskningen af ​​nye silicium-carbonanoder, grafenkompositter og nanomaterialer kan sprøjtning hjælpe med at opnå mere fleksibel materialeaflejring og flerlagsstrukturdesign.

3. Funktionelle belægninger på kobber- og alufolieoverflader
Kobberfolie og aluminiumsfolie er almindeligt anvendte strømaftagermaterialer i lithiumbatterier. Ultralydssprøjteudstyr kan afsætte ledende lag, kulstofmaterialebelægninger, adhæsionsfremmende lag, beskyttende lag og funktionelle grænsefladelag på deres overflader.

4. Funktionel belægning til batteriseparator
Ud over direkte sprøjtning af elektrodematerialer kan ultralydsforstøvningssprøjtning også anvendes til funktionalisering af batteriseparatorer, såsom keramiske partikelbelægninger, polymerfunktionelle lag, grafenoxidbelægninger, isolerende beskyttende lag og modificerede grænsefladelag.

 

De vigtigste fordele ved ultralydsforstøvningssprøjteudstyr

1. God belægningsensartethed
Ultralydsforstøvning kan danne små dråber, som derefter scannes og sprøjtes ved hjælp af en præcisionsbevægelsesplatform, hvilket gør det muligt for materialet at blive mere jævnt dækket på underlagets overflade.

2. Muliggør præcis tykkelseskontrol
Udstyret kan justere den endelige belægningstykkelse ved at kontrollere væskeflowhastigheden, sprøjtehastigheden, antallet af sprøjtninger, dysens bevægelseshastighed, sprøjteafstanden og substrattemperaturen.

3. Reducer materialespild
Batterimaterialer, især nanomaterialer, nye faststof-elektrolytmaterialer og høj-aktive materialer, er typisk dyre. Ultralydssprøjtning, gennem præcis væsketilførsel og retningsbestemt sprøjtning, kan deponere materialer i udpegede områder og derved bidrage til at reducere materialeforbruget under forsknings- og udviklingsprocessen.

4. Velegnet til komplekse underlag
Ud over traditionelle flade kobber- og aluminiumsfolier har ultralydssprøjtning potentialet til at blive anvendt på porøse strukturer og komplekse overflader.

 

Hvilke batterityper er den egnet til?

Ultralydsforstøvningssprøjteteknologi kan anvendes til forskning og udvikling og procesudvikling på følgende områder:

• Lithium-ion-batteri

• Solid state-batterier

• Natriumionbatteri

• Lithiummetalbatterier

• Brændselscelle-relaterede elektroder

• Fleksible batterier

• Mikrobatteri

• Strukturelle batterier

• Forskning og udvikling af nye energilagringsmaterialer

 

Anvendelsesværdi af RPS-SONIC ultralydssprøjteudstyr i batteriindustrien

RPS-SONIC ultralydsforstøvningsudstyret kan konfigureres i henhold til forskellige batterimaterialer og proceskrav. Gennem ultralydsdyser, præcisionsvæskeforsyningssystemer, automatiske bevægelsesplatforme og varmesystemer kan den opnå automatiseret og ensartet sprøjtning af elektrodematerialer.

 

Udstyret kan bruges til:

• Sprøjtning af positive elektrodematerialer til batterier

• Sprøjtning af negative elektrodematerialer til batterier

• Belægning af kobber- og alufolieoverflader

• Sprøjtning af ledende kulstofmaterialer

• Coating af grafen og kulstof nanomaterialer

• Funktionel belægning af batteriseparatorer

• Klargøring af tynde-solid-state batteri tynde film

• Multilayer og gradient funktionelle belægninger

• Eksperimentel og pilot-skalatest af nye batterimaterialer