Hur kan ultraljudsspraybeläggning förbättra tillverkningen av batterielektroder?

Med den snabba utvecklingen av nya energifordon, energilagringssystem och hemelektronik ställer batteritillverkningstekniken allt högre krav på elektrodprestanda. Likformigheten, tjocklekskontrollen, materialanvändningen och gränssnittskvaliteten hos elektrodbeläggningar påverkar direkt batteriets energitäthet, livslängd och konsistens.

 

I traditionella elektrodtillverkningsprocesser används bladbeläggning, valsbeläggning och spårbeläggning i stor skala i stor-produktion. Men för beläggning av tunnfilmselektroder, funktionella skikt, laboratorieforskning, nya batterimaterial och komplexa substrat, dyker ultraljudssprejteknik fram som en viktig lösning för precisionsbeläggning. Ultraljudssprutning är särskilt lämplig för tunna funktionella skikt, formuleringar med lågt till medelhögt fast innehåll, flerskiktsstrukturer och avancerad batterimaterialutveckling, men den ersätter inte nödvändigtvis alla storskaliga traditionella beläggningsprocesser för hög-fast-halt, tjocka elektroder.

 

Huvudapplikationer för ultraljudsförstoftning i batterielektroder

1. Sprayning av positivt elektrodmaterial
Ultraljudssprejning kan användas för att likformigt avsätta positiva elektrodaktiva material på ytan av strömavtagare, såsom aluminiumfolie. Beroende på batterisystemet och materialsammansättningen kan den användas för litiumjärnfosfat (LFP)-relaterade material, ternära katodmaterial, ledande kimröksdispersioner, grafen och kolnanomaterial, bindemedel och funktionella tillsatser. Genom flera tunna-skiktssprutningar kan den önskade funktionella beläggningen gradvis bildas, och enhetligheten i materialfördelningen på substratytan kan förbättras.

2. Sprayning av negativ elektrodmaterial
För grafit, kisel-baserade material och andra nya anodmaterial kan ultraljudssprutning användas för experimentell elektrodtillverkning och ytfunktionellt lageravsättning. Särskilt i forskningen om nya kisel-kolanoder, grafenkompositer och nanomaterial kan sprutning hjälpa till att uppnå mer flexibel materialavsättning och flerskiktsstrukturdesign.

3. Funktionella beläggningar på koppar- och aluminiumfolieytor
Kopparfolie och aluminiumfolie är vanligt använda material för strömavtagare i litiumbatterier. Ultraljudssprututrustning kan avsätta ledande skikt, beläggningar av kolmaterial, vidhäftningsbefrämjande skikt, skyddande skikt och funktionella gränsskikt på sina ytor.

4. Funktionell beläggning för batteriseparator
Förutom att direkt spruta elektrodmaterial, kan ultraljudsförstoftningssprutning också tillämpas på funktionaliseringen av batteriseparatorer, såsom keramiska partikelbeläggningar, polymerfunktionella skikt, grafenoxidbeläggningar, isolerande skyddsskikt och modifierade gränsskikt.

 

Huvudfördelarna med sprututrustning för ultraljudsförstoftning

1. God beläggningslikformighet
Ultraljudsförstoftning kan bilda små droppar, som sedan skannas och sprutas med hjälp av en precisionsrörelseplattform, vilket gör att materialet kan täckas mer jämnt på substratytan.

2. Möjliggör exakt tjocklekskontroll
Utrustningen kan justera den slutliga beläggningstjockleken genom att kontrollera vätskeflödet, spruthastighet, antal sprutningar, munstyckesrörelsehastighet, sprutavstånd och substrattemperatur.

3. Minska materialavfallet
Batterimaterial, särskilt nanomaterial, nya fasta-elektrolytmaterial och hög-aktiva material, är vanligtvis dyra. Ultraljudssprutning, genom exakt vätsketillförsel och riktad sprutning, kan deponera material på avsedda områden, och därigenom bidra till att minska materialförbrukningen under forsknings- och utvecklingsprocessen.

4. Lämplig för komplexa underlag
Förutom traditionella platta koppar- och aluminiumfolier har ultraljudssprutning potential att appliceras på porösa strukturer och komplexa ytor.

 

Vilka batterityper är det lämpligt för?

Ultraljudssprejteknik kan tillämpas på forskning och utveckling och processutveckling inom följande områden:

• Litium-jonbatteri

• Solid state-batterier

• Natriumjonbatteri

• Litiummetallbatterier

• Bränslecellsrelaterade elektroder

• Flexibla batterier

• Mikrobatteri

• Strukturella batterier

• Forskning och utveckling av nya energilagringsmaterial

 

Användningsvärde för RPS-SONIC ultraljudssprututrustning i batteriindustrin

RPS-SONIC ultraljudssprututrustning för finfördelning kan konfigureras enligt olika batterimaterial och processkrav. Genom ultraljudsmunstycken, precisionssystem för vätskeförsörjning, automatiska rörelseplattformar och värmesystem kan den uppnå automatiserad och enhetlig sprutning av elektrodmaterial.

 

Utrustningen kan användas för:

• Sprayning av positiva elektrodmaterial för batterier

• Sprayning av negativa elektrodmaterial för batterier

• Beläggning av koppar- och aluminiumfolieytor

• Sprutning av ledande kolmaterial

• Beläggning av grafen och kolnanomaterial

• Funktionell beläggning av batteriseparatorer

• Förberedelse av-solid-state batteritunna filmer

• Flerskikts- och gradientbeläggningar

• Experimentell och pilottestning i-skala av nya batterimaterial