כיצד להפחית את הציפה של הקלסר במהלך הכנת סוללות ליתיום-יון?
התרחשות ציפה של קלסר נובעת בעיקר מתנאי ייבוש. תנאי הייבוש כוללים בעיקר את שיטת הייבוש (חימום חשמלי, חימום אינפרא אדום או חימום בקיטור), טמפרטורת ייבוש (בחירת טמפרטורה), הגדרת התנור (מספר חלקים בתנור), שיפוע טמפרטורה וכו'.
ליו פינג מ-China Electronics Technology Group Co., Ltd חקרה את שיטת הייבוש של תרסיס קתודה מסוים. ההשפעה של טמפרטורת הייבוש והגדרת התנור על חוזק הקליפה של חתיכת המוט מוצגת באיור:
טבלת השוואה של חוזק קילוף של חלקי מוט חיובי בטווחי טמפרטורות שונים
באיור, ציר Z הוא ערך חוזק הקליפה, ציר X הוא התפלגות מרווח הטמפרטורה, וציר Y הוא הגדרת הטמפרטורה של המרווח. כאן, 2/2 בציר X- מייצג שחלק הייבוש מורכב מארבעה חלקים של תנורים, כאשר הגדרות טמפרטורת התנור זהות עבור כל שני חלקים.
באופן דומה, 3/1 אומר שהגדרות הטמפרטורה של שלושת התנורים זהות, והגדרות טמפרטורת התנור של החלק השני שונות. ניתן לראות בבירור מהאיור שלא משנה באיזה מרווח מופץ, עקומת חוזק הקליפה מציגה את אותה התפלגות מגמה. חוזק הקילוף במרווח הטמפרטורות המכיל 150 מעלות גבוה יחסית, וחוזק הקילוף בהגדרת 2-2 מרווחים גבוה משמעותית מ-1-3 ו-3-1 מרווחים.
תחת אותה הגדרה של טווח טמפרטורת התנור, כגון 2-2, ניתן לראות כי חוזק הקילוף של חתיכת המוט הוא הגדול ביותר תחת הגדרת הטמפרטורה של 90 מעלות -150 מעלות, וחוזק הקילוף הוא הנמוך ביותר מתחת לטמפרטורה טווח הגדרה של 120 מעלות -150 מעלות, כלומר ב-120 מעלות בטמפרטורת הייבוש של מעלות, לנדידה של הקלסר יש השפעה רבה על לכידות הקלסר.
הדוגמה לעיל ממחישה שיטה לבחירת הטמפרטורה של מקטע הייבוש וקביעת אזור הטמפרטורה בתהליך הציפוי לעיונך. עם שיפור הדרישות ליעילות הציפוי, מהירות הציפוי עלתה מעשרת המטרים ההתחלתיים לשנייה לשבעים או שמונים מטר לשנייה, ובחירת הטמפרטורה ובקרת אזור הטמפרטורה הופכים חשובים יותר ויותר.
על מנת למנוע את בעיית הציפה של הקלסר במהלך תהליך הייבוש, בקרת אזור הטמפרטורה תבחר שלושה-שלבים או ארבעה-שלבים או אפילו רב-שלבים התפלגות שיפוע. בדרך כלל, הטמפרטורה הנמוכה משמשת כדי למנוע מחלק המוט המרוסס להיכנס לאזור הטמפרטורה הגבוהה. הפגם הנגרם מההפרעה המהירה הוא טווח הטמפרטורות הגבוהות. בטווח זה, הגבישיות של PVDF גבוהה, ויש לו הידבקות טובה, אשר משפיעה לטובה על ההתנגדות הפנימית וביצועי המחזור של הסוללה המיוצרת.
בשלב השלישי מורידים את הטמפרטורה לטמפרטורה נמוכה יותר כדי למנוע התכווצות וליקויי ציפוי לאחר שהטמפרטורה הגבוהה מדי מתקררת לפתע. בשל החומרים הפעילים השונים וחומרי ה-PVDF המשמשים כל חברה, יש צורך לערוך ניסויים בודדים כדי לקבוע את טמפרטורת הייבוש האופטימלית ותנאי קביעת אזור הטמפרטורה.
בחירת התנאים צריכה לעמוד בביצועים וביעילות הייצור של סוללות ליתיום-יון בו-זמנית. על מנת לשפר את היעילות, לא ניתן להתעלם מאיכות הסוללה, ולא ניתן לשאוף באופן עיוור אחר הביצועים המושלמים להפחתת יעילות הייצור ולהגדלת עלויות הייצור. שיטת הייבוש עם הגדרות טמפרטורת שיפוע מרובה- יכולה להפחית ביעילות את מידת הפיזור הלא אחיד של הקלסר הנגרמת על ידי ציפה של קלסר ה-PVDF, וגם להבטיח את יעילות הייצור של חלק המוט.
