Формата на уплътнението за екструзионно покритие е оптимизирана за решаване на явлението дебел ръб на полюсната част

Технологията за екструзионно покритие с процепи е усъвършенствана технология за предсказуемо покритие. По време на покритието цялата течност, подавана в екструзионната матрица, образува покритие върху основата. Следователно, повърхностното натоварване на мокрото покритие може да бъде точно контролирано чрез промяна на скоростта на подаване на суспензия и скоростта на покритие. Процесът на нанасяне на покритие е показан на фигура 1. Определен поток от суспензия навлиза във вътрешната кухина на матрицата от подаващия отвор на екструзионната глава и формира стабилно налягане. Суспензията най-накрая се разпръсква в процепа на матрицата и се нанася върху фолиото. Върху материала покритието се суши във фурна.

По време на процеса на нанасяне на покритие, поради характеристиките на флуида на суспензията, е лесно да се оформи формата на полумесец, както е показано на фиг. По време на процеса на нанасяне на покритие, появата на внезапно увеличаване на дебелината на ръба на полюсната част се нарича" дебел ръб" явление. Това явление с дебел ръб е нежелателно и ще доведе до проблеми в процеса на батерията и производителността и последователността на батерията.

По отношение на характеристиките на полето на потока на екструзионното покритие и явлението с дебели ръбове на покритието, статията е публикувана преди, за да обобщи съответните показания, както следва:

(1) Анализирайте характеристиките на полето на потока на екструзионното покритие с цепка за литиево-йонни полюсни части

(2) Екструзионно покритие с дебел ръб на феновете на литиеви батерии и разтвори

Покритието на литиево-йонни акумулаторни батерии обикновено изисква производството на лентовидни стълбове, което се дължи главно на конструкцията на поточния канал чрез уплътнението, закрепено между горната и долната глави на матрицата, така че да се осъществи подготовката на лентата -образно покритие (както е показано на фигура 2). Формата на уплътнението влияе върху разпределението на скоростта на течността в матрицата и в крайна сметка влияе върху морфологията на покритието, особено върху морфологията на ръба на покритието. Оптимизирането на формата на изхода на цепнатото уплътнение може да промени посоката и размера на скоростта на потока на суспензията, да намали напрегнатото състояние на крайната суспензия и да отслаби или премахне явлението с дебел ръб на покритието. Оптимизирането на формата на уплътнението в примера на тази статия предоставя справка за решаване на феномена на дебелия ръб на полюсната част.

Gui Hua Han et al. проектирани четири вида уплътнителни форми. Използвайки комбинация от компютърна симулация и експеримент, като взеха нютонов флуид като пример, те изследваха ефекта на формата на уплътнението върху разпределението на скоростта на суспензията при изхода на матрицата и прозореца на покритието. В проучването се разглежда само оптимизирането на формата на средното парче на уплътнението (Фигура 2). Вътрешните пътеки, отговарящи на четирите спецификации на уплътнението, са показани на фигура 3:

случай1: Размерът на ширината на уплътнението остава непроменен при 10 mm, а съответният размер на всеки канал на потока остава непроменен при 20 mm;

case2: Ширината на уплътнението се разширява от 5mm на 10mm близо до изхода и след това поддържа паралелна ширина;

case3: Ширината на уплътнението е директно разширена от 5mm на 10mm на изхода;

Случай 4: Ширината на уплътнението е намалена от 15 мм на 10 мм близо до изхода и след това поддържа паралелна ширина.

Експерименталната течност е воден разтвор на глицерин (80:20, тегл.%), С вискозитет 0,045 Pa ∙ s, повърхностно напрежение 0,066 N / m и плътност 1210 kg / m3.

Фигура 4 показва разпределението на скоростта на четирите спецификации на уплътненията на изхода на матрицата по посоката на ширината на матрицата, получени чрез компютърна симулация:

case1: Размерът на бегача остава непроменен, а скоростта в посока на ширината при изхода на матрицата е относително балансирана;

случай2: Когато уплътнението се разшири, каналът на потока се свива и скоростта на течността се увеличава на ръба на средата на матрицата;

case3: Когато уплътнението се разшири, каналът на потока се свива и скоростта на течността по ръба на средата на матрицата се увеличава и увеличението е по-очевидно от това на case2;

Случай 4: Когато уплътнението се свие, каналът на потока се разширява и скоростта на течността по ръба на средата на матрицата намалява.

Разпределението на скоростта на изхода на матрицата неизбежно ще повлияе на дебелината на покритието. Поради естеството на самата суспензия от литиево-йонна батерия, дебелината на покритието лесно ще доведе до явлението дебели ръбове. Потискайте или дори елиминирайте явлението с дебел ръб. В действителното производство можете да се обърнете към горния дизайн на уплътнението, да подобрите параметрите на процеса според реалната ситуация и да разрешите явлението с дебел ръб.

Фигура 5 показва разпределението на скоростта на деформация на флуида на канала на потока, съответстващ на четирите спецификации на уплътненията. В сравнение с (а) каналите на потока от (б) и (в) са по-широки и скоростта на деформация на течността е по-ниска и (г)) Общият канал на потока е по-тесен, скоростта на деформация на течността е по-висока и налягането на течността също е по-голямо. Въпреки това, (b), (c) и (d) всички имат региони с относително големи деформации. За не-нютонови литиево-йонни пасти за батерии, промените в скоростта на деформация могат да променят свойствата на пастата, като вискозитета.

В допълнение, според анализа на полето на потока между матрицата и фолиото, когато нивото на течността на горния канал на потока на течността е близо до външната страна на устната матрица, вероятно ще се получи изтичане на суспензия (както е показано на фигура 6а ), а нивото на течността в горния канал на потока е близо до главата на матрицата Когато вътрешната страна на устната излезе, е лесно да се предизвика нестабилност на полето на потока и колапс на полето на потока (както е показано на фигура 6b). Прозорецът за покритие се оценява според нивото на течността на горния водач и са намерени четири спецификации на уплътненията и съответният диапазон на прозореца за покритие е променен. Както е показано на Фигура 7, прозорците за покритие на case2, case3 и case4 са намалени, съответстващи на стабилния процес на покритие. Обхватът на параметрите е по-малък. Ако покритието не се използва в прозореца за покритие, покритието е по-податливо на по-очевидни неравности.

Фигура 6: Схематична диаграма на полето на потока между матрицата и фолиото: (а) Нивото на течността на горния водач е близо до външната страна на матрицата, което води до изтичане; (b) Нивото на течността на горния водач е близо до вътрешния изход на устната матрица и полето на потока се срутва

Фигура 7 Прозорци за покритие, съответстващи на четирите спецификации на уплътненията