In che modo il rivestimento a spruzzo ad ultrasuoni può migliorare la produzione di elettrodi per batterie?

Con il rapido sviluppo di nuovi veicoli energetici, sistemi di accumulo di energia ed elettronica di consumo, la tecnologia di produzione delle batterie pone requisiti sempre più elevati in termini di prestazioni degli elettrodi. L'uniformità, il controllo dello spessore, l'utilizzo del materiale e la qualità dell'interfaccia dei rivestimenti degli elettrodi influiscono direttamente sulla densità energetica, sulla durata del ciclo e sulla consistenza della batteria.

 

Nei processi tradizionali di produzione degli elettrodi, il rivestimento delle lame, dei rulli e delle fessure sono ampiamente utilizzati nella produzione su larga-scala. Tuttavia, per il rivestimento di elettrodi a film sottile-, strati funzionali, ricerca di laboratorio, nuovi materiali per batterie e substrati complessi, la tecnologia di spruzzatura con atomizzazione a ultrasuoni sta emergendo come un'importante soluzione di rivestimento di precisione. La spruzzatura a ultrasuoni è particolarmente adatta per strati funzionali sottili, formulazioni a basso e medio contenuto di solidi, strutture multistrato e sviluppo avanzato di materiali per batterie, ma non sostituisce necessariamente tutti i processi di rivestimento tradizionali su larga-scala per elettrodi spessi ad alto-contenuto di solidi-.

 

Principali applicazioni della spruzzatura con atomizzazione ad ultrasuoni negli elettrodi di batterie

1. Spruzzatura del materiale dell'elettrodo positivo
La spruzzatura di atomizzazione ad ultrasuoni può essere utilizzata per depositare uniformemente materiali attivi dell'elettrodo positivo sulla superficie dei collettori di corrente, come un foglio di alluminio. A seconda del sistema di batterie e della formulazione del materiale, può essere utilizzato per materiali correlati al litio ferro fosfato (LFP), materiali catodici ternari, dispersioni conduttive di nero di carbonio, nanomateriali di grafene e carbonio, leganti e additivi funzionali. Attraverso molteplici spruzzature di strati sottili-, è possibile formare gradualmente il rivestimento funzionale desiderato e migliorare l'uniformità della distribuzione del materiale sulla superficie del substrato.

2. Spruzzatura del materiale dell'elettrodo negativo
Per la grafite, i materiali a base di silicio- e altri nuovi materiali anodici, la spruzzatura a ultrasuoni può essere utilizzata per la fabbricazione sperimentale di elettrodi e la deposizione di strati funzionali superficiali. In particolare nella ricerca di nuovi anodi di silicio-carbonio, compositi di grafene e nanomateriali, la spruzzatura può aiutare a ottenere una deposizione di materiale più flessibile e una progettazione di strutture multistrato.

3. Rivestimenti funzionali su superfici in rame e fogli di alluminio
Il foglio di rame e il foglio di alluminio sono materiali comunemente usati per raccogliere la corrente nelle batterie al litio. Le apparecchiature di spruzzatura ad ultrasuoni possono depositare strati conduttivi, rivestimenti di materiale di carbonio, strati che promuovono l'adesione, strati protettivi e strati di interfaccia funzionale sulle loro superfici.

4. Rivestimento funzionale per separatore batteria
Oltre alla spruzzatura diretta dei materiali degli elettrodi, la spruzzatura con atomizzazione ad ultrasuoni può essere applicata anche alla funzionalizzazione dei separatori delle batterie, come rivestimenti di particelle ceramiche, strati funzionali polimerici, rivestimenti di ossido di grafene, strati protettivi isolanti e strati di interfaccia modificati.

 

Principali vantaggi delle apparecchiature di spruzzatura con atomizzazione ad ultrasuoni

1. Buona uniformità del rivestimento
L'atomizzazione ad ultrasuoni può formare minuscole goccioline, che vengono poi scansionate e spruzzate utilizzando una piattaforma a movimento di precisione, consentendo al materiale di essere coperto in modo più uniforme sulla superficie del substrato.

2. Consente un controllo preciso dello spessore
L'attrezzatura può regolare lo spessore del rivestimento finale controllando la portata del liquido, la velocità di spruzzatura, il numero di spruzzi, la velocità di movimento dell'ugello, la spaziatura di spruzzatura e la temperatura del substrato.

3. Ridurre lo spreco di materiale
I materiali delle batterie, in particolare i nanomateriali, i nuovi materiali elettrolitici-allo stato solido e i materiali attivi-di alto valore, sono generalmente costosi. La spruzzatura ad ultrasuoni, attraverso un'erogazione precisa di liquido e una spruzzatura direzionale, può depositare materiali in aree designate, contribuendo così a ridurre il consumo di materiale durante il processo di ricerca e sviluppo.

4. Adatto a substrati complessi
Oltre ai tradizionali fogli piatti di rame e alluminio, la spruzzatura ad ultrasuoni ha il potenziale per essere applicata a strutture porose e superfici complesse.

 

Per quali tipi di batterie è adatto?

La tecnologia di spruzzatura ad atomizzazione ad ultrasuoni può essere applicata alla ricerca, allo sviluppo e allo sviluppo di processi nei seguenti campi:

• Batteria agli ioni di litio-

• Batterie allo stato solido

• Batteria agli ioni di sodio

• Batterie al litio metallico

• Elettrodi relativi alle celle a combustibile

• Batterie flessibili

• Microbatteria

• Batterie strutturali

• Ricerca e sviluppo di nuovi materiali per lo stoccaggio dell'energia

 

Valore applicativo delle apparecchiature di spruzzatura a ultrasuoni RPS-SONIC nel settore delle batterie

L'attrezzatura per la spruzzatura di atomizzazione a ultrasuoni RPS-SONIC può essere configurata in base ai diversi materiali delle batterie e ai requisiti di processo. Attraverso ugelli ad ultrasuoni, sistemi di alimentazione di liquidi di precisione, piattaforme di movimento automatico e sistemi di riscaldamento, è possibile ottenere una spruzzatura automatizzata e uniforme dei materiali degli elettrodi.

 

L'attrezzatura può essere utilizzata per:

• Spruzzatura di materiali per elettrodi positivi per batterie

• Spruzzatura di materiali per elettrodi negativi per batterie

• Rivestimento di superfici in rame e fogli di alluminio

• Spruzzatura di materiali carboniosi conduttivi

• Rivestimento di nanomateriali di grafene e carbonio

• Rivestimento funzionale dei separatori delle batterie

• Preparazione di film sottili per batterie-allo stato solido

• Rivestimenti funzionali multistrato e gradiente

• Test sperimentali e su scala pilota-di nuovi materiali per batterie