Trong thời đại khoa học công nghệ phát triển nhanh chóng như hiện nay, pin lithium, là giải pháp lưu trữ năng lượng sạch và hiệu quả, được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, từ các thiết bị điện tử cầm tay như điện thoại thông minh và máy tính xách tay đến các kịch bản ứng dụng năng lượng quy mô lớn như xe điện và nhà máy điện lưu trữ năng lượng. Hiệu suất và chất lượng của pin lithium phần lớn được xác định bởi vật liệu và thiết bị được sử dụng trong quá trình sản xuất của chúng. Trong số đó,máy ép lô điệnđóng vai trò quan trọng như một thiết bị chính để sản xuất tấm điện cực pin lithium.
1, quá trình chuẩn bị tấm điện cực pin lithium và tầm quan trọng của con lăn
Tấm điện cực pin lithium chủ yếu bao gồm vật liệu hoạt tính, chất dẫn điện, chất kết dính, v.v. Quá trình chuẩn bị bao gồm định lượng, trộn, phủ, sấy khô,ép lănvà các liên kết khác. Trong số đó, quá trình ép con lăn là sử dụng pin lithium để nén chặt tấm điện cực sau khi được phủ và sấy khô
Trước hết, một con lăn phù hợp có thể làm tăng mật độ nén của tấm điện cực, do đó làm tăng mật độ năng lượng của pin. Trong một thể tích pin hạn chế, mật độ nén cao hơn có nghĩa là có thể chứa nhiều chất hoạt động hơn, do đó làm tăng dung lượng và tuổi thọ pin.
Thứ hai, máy ép trục lăn điện có thể cải thiện độ dẫn điện tử của tấm điện cực. Thông qua quá trình nén của trục lăn, tiếp xúc giữa hoạt chất, chất dẫn điện và chất kết dính trong tấm điện cực có thể gần hơn, điện trở truyền điện tử có thể giảm và hiệu suất sạc và xả của pin có thể được cải thiện. Ngày nay, với sự chú ý ngày càng tăng đối với công nghệ sạc nhanh, độ dẫn điện tử tốt có thể rút ngắn thời gian sạc và mang lại cho người dùng trải nghiệm thuận tiện hơn.
Ngoài ra, máy ép trục lăn điện hoạt động của trục lăn giúp tăng cường độ bền cơ học của tấm điện cực. Trong quá trình sản xuất, lắp ráp và sử dụng pin lithium, điện cực cần phải chịu được một số ứng suất cơ học nhất định. Tấm điện cực sau khi cán có khả năng chịu kéo và uốn tốt hơn, có thể ngăn ngừa hiệu quả tình trạng gãy và hư hỏng của tấm điện cực trong quá trình gia công và sử dụng, đồng thời đảm bảo tính an toàn và ổn định của pin.
2, nguyên lý hoạt động của lithiummáy ép lô pin
Máy cán pin lithium chủ yếu bao gồm hai trục quay tương đối, hệ thống truyền động, hệ thống điều chỉnh áp suất, hệ thống điều chỉnh khe hở trục và hệ thống điều khiển. Nguyên lý hoạt động là tấm điện cực tráng được đặt giữa hai trục, trục được hệ thống truyền động dẫn động để quay, và dưới áp lực do hệ thống điều chỉnh áp suất tạo ra, tấm điện cực được nén dần và đi qua khe hở trục, để đạt được yêu cầu về độ dày và mật độ đã đặt.
Trong quá trình cán, hệ thống điều chỉnh áp suất là một trong những thành phần chính. Nó có thể kiểm soát chính xác lượng áp suất mà con lăn tác dụng lên tấm điện cực và điều chỉnh linh hoạt các thông số áp suất theo các vật liệu điện cực khác nhau, yêu cầu quy trình và thay đổi lô sản xuất. Ví dụ, đối với một số điện cực có hạt vật liệu hoạt tính lớn và hàm lượng chất kết dính cao, có thể cần tăng áp suất thích hợp để đảm bảo hiệu ứng nén chặt; Đối với một số điện cực yêu cầu độ chính xác độ dày rất cao, cần kiểm soát áp suất hạt mịn hơn để tránh độ lệch độ dày do áp suất quá lớn hoặc quá nhỏ.
Hệ thống điều chỉnh khe hở con lăn có nhiệm vụ thiết lập và điều chỉnh khe hở giữa hai con lăn. Kích thước khe hở con lăn quyết định trực tiếp độ dày cuối cùng của tấm điện cực. Khe hở con lăn có thể được kiểm soát trong phạm vi dung sai rất nhỏ bằng thiết bị điều chỉnh khe hở con lăn có độ chính xác cao để đảm bảo tính nhất quán và đồng đều của độ dày điện cực. Trong quá trình sản xuất, khi tấm điện cực liên tục cán, con lăn có thể xuất hiện tình trạng mòn và các điều kiện khác, dẫn đến thay đổi khe hở con lăn, lúc này hệ thống điều chỉnh khe hở con lăn có thể được bù trừ và điều chỉnh kịp thời để đảm bảo tính liên tục và ổn định của sản xuất.
Hệ thống điều khiển đóng vai trò là bộ não trong Máy ép lô điện. Nó nhận tín hiệu phản hồi từ các cảm biến khác nhau như cảm biến áp suất và cảm biến độ dày, theo dõi áp suất, độ dày và các thông số khác trong quá trình cán theo thời gian thực và điều khiển chính xác hệ thống truyền động, hệ thống điều chỉnh áp suất và hệ thống điều chỉnh khe hở lô theo các thông số quy trình và thuật toán điều khiển được cài đặt trước.
3, đặc điểm kỹ thuật và cải tiến của máy cán pin lithium
(1) Công nghệ cán có độ chính xác cao
Máy cán pin lithium hiện đại đã tạo ra bước đột phá đáng kể về độ chính xác cán. Thông qua việc sử dụng các quy trình sản xuất cán có độ chính xác cao, cơ chế điều chỉnh khe hở cán tiên tiến và các cảm biến và hệ thống điều khiển chính xác, dung sai độ dày của tấm điện cực có thể được kiểm soát trong phạm vi rất nhỏ, thường lên đến±vài micron hoặc thậm chí nhỏ hơn. Công nghệ cán có độ chính xác cao này rất cần thiết để cải thiện tính nhất quán và độ ổn định hiệu suất của pin lithium.
(2) Công nghệ kiểm soát áp suất không đổi
Để đảm bảo tính đồng nhất của chất lượng nén của tấm điện cực trong quá trình cán, pin lithium thường áp dụng công nghệ kiểm soát áp suất không đổi cho con lăn. Công nghệ này có thể duy trì áp suất không đổi trên điện cực trong toàn bộ quá trình cán, bất kể độ dày, độ cứng và các thông số khác của điện cực.
(3) Công nghệ cuộn linh hoạt
Với sự phát triển liên tục của công nghệ pin lithium, nhu cầu cán các loại và thông số kỹ thuật khác nhau của tấm điện cực ngày càng đa dạng. Công nghệ cán linh hoạt ra đời, cho phép con lăn nhanh chóng điều chỉnh các thông số quy trình cán trong một phạm vi nhất định để thích ứng với các hệ thống vật liệu khác nhau, các yêu cầu về độ dày và chiều rộng khác nhau của sản xuất điện cực.
4. Kết luận
Con lăn đóng vai trò không thể thiếu trong quá trình chuẩn bị tấm điện cực pin lithium, có tác động sâu sắc đến độ dày, mật độ, độ dẫn điện và độ bền cơ học của tấm điện cực thông qua quá trình cán chính xác, từ đó quyết định hiệu suất và chất lượng tổng thể của pin lithium.
