Как ултразвуковото пръскане на покритие може да подобри производството на електроди за батерии?

С бързото развитие на нови енергийни превозни средства, системи за съхранение на енергия и потребителска електроника, технологията за производство на батерии поставя все по-високи изисквания към производителността на електродите. Еднородността, контролът на дебелината, използването на материала и качеството на интерфейса на покритията на електродите пряко влияят върху енергийната плътност на батерията, живота на цикъла и консистенцията.

 

В традиционните процеси за производство на електроди, покритието на острието, покритието на валяк и покритието на процепите се използват широко в-мащабното производство. Въпреки това, за покриване на електроди с тънък-слой, функционални слоеве, лабораторни изследвания, нови материали за батерии и сложни субстрати, технологията за ултразвуково пулверизиране се очертава като важно решение за прецизно покритие. Ултразвуковото пръскане е особено подходящо за тънки функционални слоеве, състави с ниско до средно съдържание на твърдо вещество, многослойни структури и усъвършенствано разработване на материали за батерии, но не замества непременно всички широкомащабни традиционни процеси за нанасяне на покритие за високо-твърдо-съдържание, дебели електроди.

 

Основни приложения на ултразвуково пулверизиране в електроди на батерии

1. Пръскане на материала на положителния електрод
Ултразвуковото пулверизиращо пръскане може да се използва за равномерно нанасяне на активни материали на положителен електрод върху повърхността на токоприемници, като алуминиево фолио. В зависимост от акумулаторната система и състава на материала, той може да се използва за материали, свързани с литиево-железен фосфат (LFP), трикомпонентни катодни материали, проводими дисперсии на сажди, графен и въглеродни наноматериали, свързващи вещества и функционални добавки. Чрез множество тънкослойни пръскания може постепенно да се оформи желаното функционално покритие и може да се подобри равномерността на разпределението на материала върху повърхността на субстрата.

2. Пръскане на материал за отрицателни електроди
За материали на базата на графит,-силиций и други нови анодни материали ултразвуковото пръскане може да се използва за експериментално производство на електроди и отлагане на повърхностен функционален слой. Особено в изследванията на нови силициеви-въглеродни аноди, графенови композити и наноматериали, пръскането може да помогне за постигане на по-гъвкаво отлагане на материали и дизайн на многослойна структура.

3. Функционални покрития върху повърхности от медно и алуминиево фолио
Медното фолио и алуминиевото фолио са често използвани материали за токови колектори в литиевите батерии. Оборудването за ултразвуково пръскане може да отлага проводящи слоеве, покрития от въглероден материал, слоеве за насърчаване на адхезията, защитни слоеве и функционални интерфейсни слоеве върху техните повърхности.

4. Функционално покритие за сепаратор на батерията
В допълнение към директното пръскане на електродни материали, ултразвуковото пулверизиращо пръскане може да се приложи и за функционализиране на сепаратори на батерии, като покрития от керамични частици, полимерни функционални слоеве, покрития от графенов оксид, изолационни защитни слоеве и модифицирани интерфейсни слоеве.

 

Основни предимства на оборудването за ултразвуково разпръскване

1. Добра равномерност на покритието
Ултразвуковата пулверизация може да образува малки капчици, които след това се сканират и напръскват с помощта на платформа за прецизно движение, което позволява на материала да бъде по-равномерно покрит върху повърхността на субстрата.

2. Позволява прецизен контрол на дебелината
Оборудването може да регулира крайната дебелина на покритието чрез контролиране на дебита на течността, скоростта на пръскане, броя на пръсканията, скоростта на движение на дюзата, разстоянието на пръскане и температурата на основата.

3. Намаляване на материалните отпадъци
Материалите за батерии, особено наноматериалите, новите електролитни-материали в твърдо състояние и активните материали с висока-стойност, обикновено са скъпи. Ултразвуковото пръскане, чрез прецизно подаване на течност и насочено пръскане, може да отложи материали в определени зони, като по този начин спомага за намаляване на потреблението на материали по време на процеса на изследване и развитие.

4. Подходящ за сложни основи
В допълнение към традиционните плоски медни и алуминиеви фолиа, ултразвуковото пръскане има потенциала да се прилага върху порести структури и сложни повърхности.

 

За кои типове батерии е подходящ?

Технологията за ултразвуково разпръскване може да се приложи за научноизследователска и развойна дейност и развитие на процеси в следните области:

• Литиево-йонна батерия

• Твърди батерии

• Натриево-йонна батерия

• Литиево-метални батерии

• Електроди, свързани с горивни клетки

• Гъвкави батерии

• Микро батерия

• Структурни батерии

• Проучване и разработване на нови материали за съхранение на енергия

 

Стойност на приложението на ултразвуковото пръскащо оборудване RPS-SONIC в производството на батерии

Оборудването за пръскане с ултразвукова пулверизация RPS-SONIC може да бъде конфигурирано според различните материали на батериите и изискванията на процеса. Чрез ултразвукови дюзи, прецизни системи за подаване на течности, платформи за автоматично движение и системи за отопление, той може да постигне автоматизирано и равномерно пръскане на електродни материали.

 

Оборудването може да се използва за:

• Пръскане на материали за положителни електроди за акумулатори

• Пръскане на материали за отрицателни електроди за акумулатори

• Покритие на повърхности от медно и алуминиево фолио

• Пръскане на проводими карбонови материали

• Покритие от графен и въглеродни наноматериали

• Функционално покритие на акумулаторните сепаратори

• Подготовка на тънки филми-за батерии в твърдо състояние

• Многослойни и градиентни функционални покрития

• Експериментално и пилотно -тестване на нови материали за батерии