बैटरी इलेक्ट्रोड के लिए अल्ट्रासोनिक स्प्रेइंग कोटिंग मशीन

बैटरी इलेक्ट्रोड कोटिंग सामग्री क्या हैं?

बैटरी इलेक्ट्रोड कोटिंग सामग्री बैटरी वर्तमान कलेक्टरों (सकारात्मक इलेक्ट्रोड एल्यूमीनियम पन्नी, नकारात्मक इलेक्ट्रोड तांबा पन्नी) की सतह पर लेपित कार्यात्मक सामग्री प्रणालियों को संदर्भित करती है, जो बैटरी के मुख्य विद्युत रासायनिक सक्रिय क्षेत्रों का निर्माण करती है। वे मुख्य रूप से घोल या घोल के रूप में मौजूद होते हैं और सीधे बैटरी क्षमता, चक्र जीवन और दर प्रदर्शन जैसे प्रमुख संकेतक निर्धारित करते हैं।

1. कोर वर्गीकरण और संरचना
सकारात्मक/नकारात्मक इलेक्ट्रोड सक्रिय कोटिंग सामग्री: सबसे महत्वपूर्ण कोटिंग सामग्री, जो बैटरी चार्जिंग और डिस्चार्जिंग के दौरान विद्युत रासायनिक प्रतिक्रियाओं का मुख्य भाग बनाती है।

सामान्य सकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री: सक्रिय सामग्री जैसे टर्नरी सामग्री (एनसीएम), लिथियम आयरन फॉस्फेट (एलएफपी), और लिथियम कोबाल्ट ऑक्साइड (एलसीओ), प्रवाहकीय एजेंटों (जैसे कार्बन ब्लैक, सीएनटी), बाइंडर्स (जैसे पीवीडीएफ), और सॉल्वैंट्स (जैसे एनएमपी) के साथ मिश्रित घोल बनाने के लिए।

सामान्य नकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री: सक्रिय सामग्री जैसे ग्रेफाइट, सिलिकॉन आधारित सामग्री, और कठोर कार्बन/नरम कार्बन, प्रवाहकीय एजेंटों, बाइंडर्स (जैसे एसबीआर), गाढ़ेपन (जैसे सीएमसी), और विआयनीकृत पानी के साथ मिलकर एक जलीय घोल बनाते हैं।

2. प्रमुख प्रदर्शन आवश्यकताएँ

छिड़काव के दौरान एकत्रीकरण या अवसादन को रोकने के लिए उपयुक्त चिपचिपाहट (आमतौर पर 10-100 सीपी) और फैलाव स्थिरता की आवश्यकता होती है।

कोटिंग की इलेक्ट्रोकेमिकल गतिविधि और संरचनात्मक एकरूपता सुनिश्चित करने के लिए सक्रिय सामग्रियों की सामग्री और कण आकार को सटीक रूप से नियंत्रित किया जाना चाहिए।

 

वर्तमान कलेक्टर के साथ मजबूत आसंजन, सूखने और ठीक होने के बाद इसे आसानी से नहीं उतरना चाहिए, जबकि इलेक्ट्रोड रोलिंग प्रक्रियाओं के अनुकूल होने के लिए इसमें लचीलापन की एक निश्चित डिग्री भी होनी चाहिए।

 

बैटरी इलेक्ट्रोड कोटिंग सामग्री के लिए अल्ट्रासोनिक परमाणुकरण छिड़काव का उपयोग कैसे किया जाता है?

जब बैटरी इलेक्ट्रोड कोटिंग सामग्री के लिए अल्ट्रासोनिक परमाणुकरण छिड़काव का उपयोग किया जाता है, तो इसके लिए तीन मुख्य चरणों की आवश्यकता होती है: प्रारंभिक सामग्री अनुकूलन, मध्यवर्ती पैरामीटरयुक्त छिड़काव, और अंतिम इलाज उपचार। यह विभिन्न इलेक्ट्रोड कोटिंग सामग्रियों के लिए उपयुक्त है, जिसमें सकारात्मक और नकारात्मक इलेक्ट्रोड सक्रिय कोटिंग्स और सतह संशोधन कोटिंग्स शामिल हैं। विशिष्ट प्रक्रिया और मुख्य बिंदु इस प्रकार हैं: प्रारंभिक तैयारी: परमाणुकरण के लिए सामग्री तैयार करना बैटरी इलेक्ट्रोड कोटिंग सामग्री ज्यादातर स्लरी होती है जिसमें सक्रिय सामग्री, प्रवाहकीय एजेंट और बाइंडर्स, या उत्प्रेरक समाधान, ठोस इलेक्ट्रोलाइट स्लरी इत्यादि का मिश्रण होता है, जिसे अल्ट्रासोनिक परमाणुकरण के लिए उपयुक्त स्थिति में समायोजित करने की आवश्यकता होती है। सबसे पहले, चिपचिपाहट और सतह तनाव को समायोजित करें। घोल की चिपचिपाहट को आम तौर पर 30 सीपी से नीचे समायोजित किया जाना चाहिए। यदि आवश्यक हो, तो परमाणुकरण को प्रभावित करने वाली अत्यधिक उच्च चिपचिपाहट या कोटिंग अपवाह का कारण बनने वाली बहुत कम चिपचिपाहट से बचने के लिए उचित सॉल्वैंट्स या सर्फेक्टेंट जोड़ें। दूसरा, एकसमान कण फैलाव सुनिश्चित करें। नैनो आकार के सक्रिय कणों या उत्प्रेरक कणों वाले घोल के लिए, कणों के एकत्रीकरण और अवसादन को रोकने के लिए अल्ट्रासोनिक फैलाव पूर्व उपचार और उपयुक्त फैलाव को जोड़ने की आवश्यकता होती है, जिससे कोटिंग प्रदर्शन पर प्रभाव से बचा जा सके। तीसरा, उड़ान के दौरान बूंदों के सूखने की गति को संतुलित करने के लिए उपयुक्त वाष्पीकरण दर के साथ विलायक संयोजन का चयन करके विलायक अनुपात को अनुकूलित करें। यह बूंदों को समय से पहले सूखने से रोकता है, जिसके परिणामस्वरूप "सूखा छिड़काव" होता है, और वर्तमान कलेक्टर पर प्रभावी लेवलिंग और फिल्म निर्माण भी सुनिश्चित होता है।

कोर छिड़काव: पैरामीट्रिक परिशुद्धता जमाव। इस चरण में विभिन्न इलेक्ट्रोड कोटिंग आवश्यकताओं को अनुकूलित करते हुए, वर्तमान कलेक्टर पर अनुकूलित कोटिंग सामग्री को परमाणु बनाने और सटीक रूप से जमा करने के लिए उपकरण मापदंडों को समायोजित करना शामिल है:
सामग्री का परमाणुकरण और परिवहन: उपकरण के अल्ट्रासोनिक नोजल कोटिंग सामग्री को 10{5}}50 माइक्रोमीटर की समान बूंदों में "फाड़ने" के लिए 20kHz - 120kHz की उच्च आवृत्ति कंपन का उपयोग करते हैं। इसके साथ ही, कम दबाव वाहक गैस का उपयोग न केवल बूंदों को एक स्थिर परमाणु शंकु आकार बनाने के लिए मार्गदर्शन करता है, नोजल के पास बूंदों के एकत्रीकरण को रोकता है, बल्कि पारंपरिक उच्च दबाव छिड़काव से जुड़ी सामग्री के छिड़काव की समस्याओं से बचने के लिए विलायक वाष्पीकरण में भी सहायता करता है।

 

सटीक जमाव नियंत्रण: विभिन्न कोटिंग आवश्यकताओं से मेल खाने के लिए छिड़काव मापदंडों को समायोजित करके, जैसे कि तरल आपूर्ति दर और नोजल आंदोलन की गति को समायोजित करके, वर्तमान कलेक्टर पर सक्रिय सामग्री की लोडिंग को नियंत्रित किया जा सकता है; नोजल और वर्तमान कलेक्टर के बीच की दूरी को समायोजित करने से बूंदों के जमाव या समय से पहले सूखने से बचाव होता है, जिससे जमाव प्रभावशीलता सुनिश्चित होती है। उदाहरण के लिए, कैथोड उत्प्रेरक छिड़काव में, सबमाइक्रोन स्तर की अल्ट्राथिन कोटिंग सटीक रूप से तैयार की जा सकती है; ठोस अवस्था में बैटरी इलेक्ट्रोड छिड़काव, तापमान संवेदनशील ठोस इलेक्ट्रोलाइट घोल फिल्में कम तापमान प्रक्रियाओं के माध्यम से बनाई जा सकती हैं। इसके अलावा, उपकरण नैनोमीटर स्तर की सटीक सतह संशोधन कोटिंग छिड़काव को प्राप्त करने के लिए तीन {{6}अक्ष स्लाइडिंग प्लेटफॉर्म के माध्यम से नोजल प्रक्षेपवक्र को नियंत्रित कर सकता है।

 

पोस्ट-प्रसंस्करण: इलाज और आकार देना प्रदर्शन सुनिश्चित करता है। स्थिर कोटिंग आसंजन और इष्टतम प्रदर्शन सुनिश्चित करने के लिए लेपित इलेक्ट्रोड को सुखाने और बाद में प्रसंस्करण की आवश्यकता होती है। सुखाने की प्रक्रिया में इलेक्ट्रोड सामग्री के टूटने और उच्च तापमान या तेजी से सूखने के कारण सक्रिय सामग्री के प्रदर्शन में परिवर्तन से बचने के लिए तापमान और समय के सख्त नियंत्रण की आवश्यकता होती है। कुछ इलेक्ट्रोडों के लिए, इलेक्ट्रोड घनत्व को और बढ़ाने के लिए सूखने के बाद मध्यम संघनन किया जाता है, जबकि कोटिंग संरचना को नुकसान से बचाने के लिए संघनन बल को नियंत्रित किया जाना चाहिए। ठोस {5} राज्य बैटरी इलेक्ट्रोड के लिए, यह कम {6} तापमान पोस्ट {{7} उपचार प्रक्रिया उच्च तापमान सिंटरिंग के कारण होने वाले ठोस इलेक्ट्रोलाइट के अपघटन से भी बच सकती है, और इलेक्ट्रोड और इलेक्ट्रोलाइट के बीच इंटरफ़ेस बॉन्डिंग स्थिति को अनुकूलित कर सकती है।

 

बैटरी इलेक्ट्रोड कोटिंग सामग्री की एकरूपता कैसे सुनिश्चित करें?

बैटरी इलेक्ट्रोड कोटिंग सामग्री की एकरूपता सुनिश्चित करना मुख्य रूप से तीन आयामों के माध्यम से प्राप्त किया जाता है: सामग्री की स्थिरता, छिड़काव प्रक्रिया का सटीक नियंत्रण, और पर्यावरण के साथ सब्सट्रेट की अनुकूलता। यह पूरी प्रक्रिया के दौरान बंद लूप प्रबंधन के माध्यम से हासिल किया जाता है। विशिष्ट प्रमुख उपाय इस प्रकार हैं:

1. सामग्री पूर्व उपचार: स्रोत से कोटिंग दोषों को रोकना।

घोल फैलाव को अनुकूलित करना: सक्रिय सामग्री और प्रवाहकीय एजेंट के एकत्रित कणों को तोड़ने के लिए "उच्च - गति कतरनी + अल्ट्रासोनिक फैलाव" के संयोजन का उपयोग करना, कण आकार वितरण को एक समान होने के लिए नियंत्रित करना (आमतौर पर D50 1-5μm है)।

घोल को स्थिर करने की विशेषताएं: चिपचिपाहट (10{1}}100 सीपी) और सतह के तनाव को सटीक रूप से नियंत्रित करना, कण अवसादन को रोकने के लिए उचित मात्रा में फैलाव जोड़ना, और छिड़काव के दौरान एकाग्रता में उतार-चढ़ाव से बचने के लिए निरंतर कम गति सरगर्मी के माध्यम से घोल की एकरूपता बनाए रखना।

अशुद्धियों और हवा के बुलबुले को फ़िल्टर करना: बड़े कणों को हटाने के लिए 200-500 जाल स्क्रीन के साथ घोल को फ़िल्टर करना; हवा के बुलबुले के कारण कोटिंग में पिनहोल और छूटे हुए क्षेत्रों को रोकने के लिए छिड़काव से पहले वैक्यूम डीगैसिंग करना।

 

2. छिड़काव प्रक्रिया: जमाव संगति का सटीक नियंत्रण

परिष्कृत उपकरण पैरामीटर: समान बूंद आकार (10-50 माइक्रोमीटर) सुनिश्चित करने के लिए अल्ट्रासोनिक नोजल आवृत्ति 20 - 120 किलोहर्ट्ज़ पर तय की गई है; एक बंद-लूप प्रणाली प्रति इकाई क्षेत्र में लगातार सामग्री लोड सुनिश्चित करने के लिए तरल आपूर्ति दर (0.1-5 एमएल/मिनट) और नोजल आंदोलन गति (1-10 मिमी/सेकेंड) को नियंत्रित करती है।

सब्सट्रेट और नोजल अनुकूलन: नोजल और कलेक्टर (एल्यूमीनियम फ़ॉइल/कॉपर फ़ॉइल) के बीच एक स्थिर दूरी (5-20 मिमी) बनाए रखें। किनारे के अतिप्रवाह या केंद्र में अत्यधिक मोटाई से बचने के लिए तीन-अक्ष लिंकेज प्लेटफ़ॉर्म का उपयोग करके नोजल प्रक्षेपवक्र को नियंत्रित करें। असमान कोटिंग के कारण सब्सट्रेट झुर्रियों को रोकने के लिए कलेक्टर स्थानांतरण के लिए निरंतर तनाव नियंत्रण का उपयोग करें।

खंडित मुआवजा समायोजन: स्टार्ट अप और शटडाउन के दौरान कोटिंग की मोटाई में विचलन से बचने के लिए इलेक्ट्रोड के शीर्ष और पूंछ पर पैरामीटर मुआवजा सेट करें (उदाहरण के लिए, तरल आपूर्ति की गति को ठीक करें)। छिड़काव मापदंडों को गतिशील रूप से समायोजित करने के लिए वास्तविक समय में प्रतिक्रिया के लिए ऑनलाइन मोटाई गेज का उपयोग करें।

 

3. पर्यावरण और पश्चात उपचार: स्थिर कोटिंग निर्माण सुनिश्चित करें

छिड़काव पर्यावरण को नियंत्रित करें: असमान विलायक वाष्पीकरण दर के कारण तापमान में उतार-चढ़ाव से बचने के लिए वर्कशॉप का तापमान 20-25 डिग्री और सापेक्ष आर्द्रता 40% -60% बनाए रखें, जिससे कोटिंग में शिथिलता या दरार आ सकती है।

अनुकूलित सुखाने और इलाज: हीटिंग दर को नियंत्रित करने और तेजी से स्थानीय सुखाने के कारण होने वाले असमान कोटिंग संकोचन से बचने के लिए खंडित सुखाने (पूर्व - सुखाने + अंतिम सुखाने) का उपयोग करें। सूखने के बाद, समतलता के लिए इलेक्ट्रोड का निरीक्षण करें और किसी भी विकृत या झुर्रीदार उत्पाद को हटा दें।