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El motivo por el que el electrodo del ánodo de la batería de litio se pega al rodillo Apr 22,2024

Durante el proceso de laminado y prensado de los materiales de los electrodos del ánodo, a menudo se encuentra el problema de que se peguen al rodillo. La adherencia de los materiales del electrodo del ánodo al rodillo no sólo desperdicia horas de trabajo y afecta la eficiencia del trabajo, sino que también puede inutilizar el electrodo, lo que resulta en pérdidas económicas. Por lo tanto, es muy importante para la producción y fabricación de baterías de litio analizar los motivos por los que el electrodo del ánodo se pega al rodillo y comprender los problemas. Los investigadores han resumido y analizado las razones por las que los materiales de los electrodos del ánodo se pegan al rodillo en la práctica, incluyendo principalmente ocho aspectos. Veámoslos a continuación.


1. La superficie del eje de los rodillos del laminador no se limpia adecuadamente. Debido a que la superficie del eje del rodillo está recubierta con una capa protectora cuando el equipo no está en uso, es necesario limpiarlo antes de usarlo. Si la superficie del eje del rodillo no está limpia al enrollar las láminas del electrodo del ánodo, es fácil que se pegue al rodillo. Algunas empresas de baterías de litio separan y utilizan equipos para diferentes sistemas y materiales de electrodos positivos (a base de aceite) y de ánodo (a base de agua) para evitar la contaminación mutua. Sin embargo, también hay casos especiales en los que las láminas de electrodos positivos y anódicos comparten el mismo laminador, e incluso ambas comparten la máquina de recubrimiento. El reemplazo frecuente de las láminas de los electrodos positivos y del ánodo puede provocar contaminación cruzada y una fácil adherencia al rodillo.

2. Las láminas del electrodo del ánodo no están completamente secas. Si la temperatura del horno no es lo suficientemente alta o la velocidad de funcionamiento es demasiado rápida durante el recubrimiento, es posible que las láminas de electrodos no alcancen el estándar de secado. Cuando las láminas se laminan, si todavía contienen una cierta cantidad de humedad, el aglutinante no puede ejercer plenamente su capacidad para unir diversas sustancias. La adhesión entre el grafito del electrodo anódico, la lámina de cobre y el aglutinante es débil y es fácil que las láminas se adhieran al rodillo durante el proceso de deformación del laminado. Se puede tomar un trozo de lámina de electrodo para pesarlo y luego colocarlo en el horno durante un período de tiempo para hornearlo y luego pesarlo nuevamente. La diferencia de peso se puede utilizar para determinar si el secado de las láminas de electrodos durante el recubrimiento es satisfactorio.

3. La temperatura del horno es demasiado alta y el electrodo negativo está demasiado seco. Si la temperatura de horneado es demasiado alta, el disolvente se evaporará demasiado rápido y el aglutinante se volatilizará y se adherirá a la superficie del electrodo, formando una microestructura del electrodo con un aumento gradual en la concentración del aglutinante desde la lámina hasta la superficie. del electrodo. Durante el laminado, la fuerza de adhesión del electrodo negativo a la superficie es mayor que la fuerza de adhesión entre la lámina y el material del electrodo negativo, lo que es propenso al fenómeno de pegarse al rodillo, lo que provoca que las partículas caigan del rodillo al electrodo. Si hay material pegajoso lineal en el electrodo durante el laminado, es necesario verificar el horno de secado del electrodo de la máquina de recubrimiento. Es posible que haya tornillos en la boquilla de aire fija que no estén atornillados o apretados. Diferentes ajustes de la frecuencia de escape del horno durante el recubrimiento afectarán la tasa de evaporación del disolvente en el electrodo y la distribución del aglutinante, lo que también afectará el rodamiento del electrodo.

4. Si el contenido de aglutinante en la suspensión es demasiado bajo, puede provocar una adhesión insuficiente entre los materiales activos y una adhesión insuficiente con la lámina. Generalmente, SBR y CMC se utilizan sinérgicamente como aglutinantes para electrodos de ánodo de grafito, con CMC como agente espesante y SBR como aglutinante. Cuando el contenido de CMC y SBR es demasiado bajo, el grafito y el negro de humo del electrodo del ánodo no pueden dispersarse uniformemente en la suspensión, lo que provoca aglomeración. El SBR no puede cubrir uniformemente la superficie de las partículas de grafito, lo que da como resultado una mala adhesión entre las partículas de grafito en las láminas de electrodos, así como entre las partículas de grafito y la lámina. Al rodar, las partículas de grafito tienden a desprenderse y adherirse a otros objetos inmediatamente. Cuando se utiliza una suspensión acuosa de electrodos de ánodo, se puede considerar la proporción de CMC a SBR, ya que muy poca puede provocar una mala adhesión.

5. Si la proporción de SBR en el proceso de mezcla no es adecuada, puede provocar que el rodillo se pegue durante el laminado de las láminas de electrodos. El SBR utilizado en las baterías de litio es un aglutinante a base de agua de látex de caucho de estireno-butadieno. Se produce mediante polimerización en emulsión y copolimerización de monómeros de estireno y butadieno utilizando agua como medio y añadiendo emulsionantes e iniciadores. Es una emulsión acuosa con un contenido de sólidos de aproximadamente el 50%. SBR es una sustancia que coexiste con propiedades hidrofílicas e hidrofóbicas. Los grupos acuosos se unen a los grupos superficiales de la lámina para formar adhesión, mientras que los segmentos de cadena oleosos se unen al grafito del electrodo del ánodo para formar adhesión, logrando el efecto de unión. Si el SBR flota y aparece azul durante la preparación de la lechada, provocará una distribución desigual de la concentración de SBR después del recubrimiento, lo que provocará una mala adhesión entre el material activo y la lámina. Esto puede provocar fácilmente que el rodillo se pegue durante el enrollado.

6. El tipo de material del electrodo del ánodo puede afectar el proceso de laminado. En comparación con el grafito natural, las partículas de grafito artificial tienen superficies más rugosas, morfologías de esquinas más puntiagudas e invertidas y estructuras más irregulares, lo que las hace más difíciles de mojar. Cuando el grafito artificial no está completamente disperso, es más propenso a aglomerarse. Esta aglomeración es gelatinosa, puede pasar a través de pantallas y las áreas aglomeradas de las láminas de electrodos recubiertas son más densas, lo que facilita la sobrepresión y la formación de adherencias puntuales y desprendimiento de material durante el laminado.

7. El proceso de mezcla también puede afectar el laminado de las láminas de electrodos. El grafito artificial es difícil de dispersar y, durante la preparación convencional de lechada húmeda, la agitación prolongada a alta velocidad puede romper fácilmente la cadena molecular de CMC, lo que da como resultado un efecto de dispersión deficiente. El simple hecho de aumentar la velocidad de la línea y la proporción de CMC a menudo no produce buenos resultados.

8. Al preparar la mezcla de electrodos de ánodo de grafito artificial, se utilizan tanto CMC como SBR como aditivos para garantizar la estabilidad y el rendimiento del recubrimiento de la suspensión. Los diferentes tipos de CMC también pueden afectar la microestructura de las láminas de electrodos y provocar que el rodillo se pegue durante el laminado. Esto se debe a que las sustancias insolubles en CMC pueden formar aglomerados de partículas con pequeñas partículas de grafito y Super-P, lo que dificulta que la lechada pase a través de las mallas. Esto puede provocar múltiples obstrucciones en la malla de la pantalla, rayones en el recubrimiento y que el rodillo se pegue durante el rodamiento.


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