鋰電池包的生產(chǎn)制造,是由一個(gè)個(gè)工藝步驟嚴(yán)密聯(lián)絡(luò)起來(lái)的過(guò)程。在極片制造工藝階段,可細(xì)分為漿料制備、漿料涂覆、極片輥壓、極片分切、極片干燥五道工藝,每一步都會(huì)對(duì)鋰電池包最后的性能形成很大的影響。那么極片的制備需要什么樣的設(shè)備才能符合要求呢?
電極漿料的制備是整個(gè)工序中最關(guān)鍵的一環(huán),電極漿料質(zhì)量好壞直接影響著能否進(jìn)行下一步。漿料制備是將活物質(zhì)、粘接劑、溶劑、增稠劑等粉液混合均勻后形成的非牛頓高粘度流體,該流體需要具有一定的粘度、好的流動(dòng)性以及足夠小的顆粒粒徑。
一、鋰電池包極片制造需要具有好的真空密閉系統(tǒng)
其主要原因有三點(diǎn):
?、僭谡麄€(gè)攪拌過(guò)程中,由于物料之間頻繁碰撞、摩擦,以及攪拌器與物料之間的摩擦,會(huì)產(chǎn)生較多熱量,導(dǎo)致溫度升高。溫度升高會(huì)造成部分溶劑會(huì)發(fā),產(chǎn)生很大刺激性氣味,如NMP、PVDF等,有機(jī)氣體對(duì)人體有很大的傷害。
?、诜哿显诟煞垲A(yù)混階段,如果密閉系統(tǒng)不夠好,就會(huì)使粉塵四揚(yáng),破壞工作環(huán)境影響產(chǎn)品質(zhì)量并對(duì)員工造成傷害。
?、鄯垠w內(nèi)有較大空隙,與溶劑混合后,漿料內(nèi)部會(huì)有很多氣泡。需要對(duì)漿料進(jìn)行脫泡處理,才能進(jìn)行極片涂覆,否則會(huì)在涂布過(guò)程中出現(xiàn)氣泡破裂,面密度不同甚至露箔的現(xiàn)象,這對(duì)鋰電池包的性能是極度不利的。
二、容量足夠大
鋰電池包的制造需要較多的極片,并且要求電芯的一致性較好。這樣就要求,漿料需要一定的一致性,在實(shí)際攪拌過(guò)程中會(huì)因?yàn)閿嚢璨僮鳌r(shí)間、加料順序等原因造成每鍋漿料并不完全相同,即使在一樣的工藝條件下每次漿料的粘度都并不一定相同。
所以,需要攪拌機(jī)具有一定的容量,目前大型的攪拌機(jī)可以做到2000L,容量足夠大時(shí)必須要考慮攪拌的能力和物料的混合效果。
三、攪拌機(jī)安全性
攪拌機(jī)的安全設(shè)計(jì)一定要合理,包括設(shè)備防爆設(shè)計(jì)、設(shè)備安全急停設(shè)計(jì)以及器械的穩(wěn)定性等,以免對(duì)操作員造成傷害。
四、攪拌器葉片結(jié)構(gòu)合理、攪拌速度設(shè)計(jì)滿足要求
攪拌機(jī)中除了要有足夠的攪拌動(dòng)力和攪拌范圍,攪拌器葉片的形狀、力學(xué)設(shè)計(jì)等等都對(duì)漿料制備有很大的影響。首先,必須保證攪拌器的攪拌范圍足夠大,在攪拌容器內(nèi)無(wú)死角。目前在較大的攪拌機(jī)中采用的是雙軸甚至三軸行星式攪拌器,來(lái)確保無(wú)粉料或結(jié)塊活物質(zhì)未均勻混合到漿料中。
五、攪拌機(jī)材質(zhì)具有較強(qiáng)耐腐蝕、耐磨、穩(wěn)定的物化性質(zhì)
很顯然,無(wú)論正極材料的強(qiáng)堿性、NMP的強(qiáng)腐蝕性等等都需要攪拌機(jī)具有優(yōu)秀的耐腐蝕性。在攪拌過(guò)程中,攪拌器對(duì)粉料的不斷攪拌則要求其具有耐磨性,具有足夠長(zhǎng)的使用壽命。