Форма прокладки с экструзионным покрытием оптимизирована для устранения явления толстого края полюсного наконечника.

Технология нанесения покрытия методом экструзии с помощью щелевой пленки - это передовая технология нанесения покрытия с прогнозированием. Во время нанесения покрытия вся жидкость, подаваемая в экструзионную головку, образует покрытие на подложке. Следовательно, нагрузку на поверхность влажного покрытия можно точно контролировать, изменяя скорость подачи суспензии и скорость нанесения покрытия. Процесс нанесения покрытия показан на рис. 1. Определенный поток суспензии поступает во внутреннюю полость фильеры из порта подачи экструзионной головки и создает стабильное давление. Наконец, суспензия распыляется через выходную щель фильеры и покрывается фольгой. На материале покрытие сушат в духовке.

Во время процесса покрытия, благодаря жидкостным характеристикам суспензии, легко сформировать элемент в форме полумесяца, как показано на фиг. В процессе нанесения покрытия появление резкого увеличения толщины на краю полюсного наконечника называется" толстый край" явление. Это явление толстой кромки нежелательно и вызовет проблемы в процессе работы с аккумулятором, его производительности и стабильности.

Что касается характеристик поля течения экструзионного покрытия и явления толстых краев покрытия, статья была опубликована ранее, чтобы резюмировать соответствующие показания следующим образом:

(1) Проанализировать характеристики поля потока щелевого экструзионного покрытия для полюсных наконечников литий-ионных батарей.

(2) Экструзионное покрытие толстой кромки полюсов литиевых батарей и растворов

Покрытие полюсных наконечников литий-ионных аккумуляторов обычно требует изготовления полюсных наконечников в форме ленты, что в основном осуществляется за счет конструкции проточного канала с помощью прокладки, закрепленной между верхней и нижней головками штампа, чтобы реализовать подготовку полосы -образное покрытие (как показано на рисунке 2). Форма прокладки влияет на распределение скорости жидкости в фильере и в конечном итоге влияет на морфологию покрытия, особенно на морфологию края покрытия. Оптимизация выходной формы щелевой прокладки может изменить направление и размер скорости потока суспензии, снизить напряженное состояние краевой суспензии и ослабить или устранить явление толстой кромки покрытия. Оптимизация формы прокладки в примере, приведенном в этой статье, является ориентиром для решения проблемы толстого края полюсного наконечника.

Gui Hua Han et al. разработаны четыре типа форм прокладок. Используя сочетание компьютерного моделирования и эксперимента на примере ньютоновской жидкости, они исследовали влияние формы прокладки на распределение скорости суспензии на выходе из фильеры и в окне покрытия. В исследовании рассматривается только оптимизация формы средней части прокладки (рисунок 2). Внутренние направляющие, соответствующие четырем характеристикам прокладок, показаны на Рисунке 3:

case1: ширина прокладки остается неизменной и составляет 10 мм, а соответствующий размер каждого проточного канала остается неизменным и составляет 20 мм;

case2: ширина прокладки увеличивается с 5 мм до 10 мм возле выхода, а затем сохраняется параллельная ширина;

case3: ширина прокладки увеличена с 5 мм до 10 мм на выходе;

Случай 4: ширина прокладки уменьшается с 15 мм до 10 мм возле выхода, а затем сохраняется параллельная ширина.

Экспериментальная жидкость представляет собой водный раствор глицерина (80:20, мас.%) С вязкостью 0,045 Па ∙ с, поверхностным натяжением 0,066 Н / м и плотностью 1210 кг / м3.

На рис. 4 показано распределение скоростей четырех характеристик прокладок на выходе из фильеры в направлении ширины фильеры, полученное с помощью компьютерного моделирования:

case1: размер полозья остается неизменным, а скорость в направлении ширины на выходе из матрицы относительно сбалансирована;

case2: когда прокладка расширяется, канал потока сжимается, и скорость жидкости увеличивается на краю середины матрицы;

case3: когда прокладка расширяется, канал потока сжимается, и скорость жидкости на краю середины матрицы увеличивается, и это увеличение более очевидно, чем в случае case2;

Случай 4: Когда прокладка сжимается, канал потока расширяется, и скорость жидкости на краю середины матрицы уменьшается.

Распределение скорости на выходе из фильеры неизбежно влияет на толщину покрытия. Из-за природы суспензии литий-ионных аккумуляторов толщина покрытия легко приводит к образованию толстых краев. Подавление или даже устранение явления толстой кромки. При фактическом производстве вы можете обратиться к указанной выше конструкции прокладки, улучшить параметры процесса в соответствии с реальной ситуацией и решить проблему с толстой кромкой.

На рис. 5 показано распределение скорости деформации текучей среды в проточном канале, соответствующее четырем характеристикам прокладок. По сравнению с (a), проточные каналы (b) и (c) шире, и скорость деформации жидкости ниже, и (d)) общий проточный канал уже, скорость деформации жидкости выше, и давление жидкости также больше. Однако (b), (c) и (d) все имеют области с относительно большими скоростями деформации. В случае паст для неньютоновских литий-ионных аккумуляторов изменения скорости деформации могут изменить свойства пасты, например вязкость.

Кроме того, согласно анализу поля потока между фильерой и фольгой, когда уровень жидкости в верхнем канале потока находится близко к внешней стороне кромки фильеры, вероятна утечка суспензии (как показано на Рисунке 6a. ), а уровень жидкости в верхнем канале потока находится близко к головке фильеры. Когда внутренняя сторона выступа выходит, легко вызвать нестабильность поля потока и схлопывание поля потока (как показано на рисунке 6b). Окно покрытия оценивали в соответствии с уровнем жидкости в верхнем желобе, и были найдены четыре спецификации прокладок, а соответствующий диапазон окна покрытия был изменен. Как показано на Рисунке 7, окна покрытия case2, case3 и case4 были уменьшены, что соответствует стабильному процессу покрытия. Диапазон параметров меньше. Если покрытие не используется в окне покрытия, покрытие более склонно к более очевидным неровностям.

Рисунок 6: Схематическая диаграмма поля потока между фильерой и фольгой: (а) уровень жидкости в верхнем желобе близок к внешней стороне кромки фильеры, что вызывает утечку; (b) Уровень жидкости в верхнем желобе близок к внутреннему выпускному отверстию кромки фильеры, и поле потока сжимается.

Рисунок 7 Окна покрытия, соответствующие четырем спецификациям прокладок.