Lớp phủ phun siêu âm có thể cải thiện việc sản xuất điện cực pin như thế nào?

Với sự phát triển nhanh chóng của các phương tiện sử dụng năng lượng mới, hệ thống lưu trữ năng lượng và thiết bị điện tử tiêu dùng, công nghệ sản xuất pin ngày càng đặt ra yêu cầu cao hơn về hiệu suất của điện cực. Tính đồng nhất, kiểm soát độ dày, sử dụng vật liệu và chất lượng giao diện của lớp phủ điện cực ảnh hưởng trực tiếp đến mật độ năng lượng, tuổi thọ và tính nhất quán của pin.

 

Trong các quy trình sản xuất điện cực truyền thống, lớp phủ lưỡi, lớp phủ cuộn và lớp phủ khe được sử dụng rộng rãi trong-sản xuất quy mô lớn. Tuy nhiên, để phủ các điện cực màng mỏng-, các lớp chức năng, nghiên cứu trong phòng thí nghiệm, vật liệu pin mới và các chất nền phức tạp, công nghệ phun nguyên tử hóa siêu âm đang nổi lên như một giải pháp phủ chính xác quan trọng. Phun siêu âm đặc biệt thích hợp cho các lớp chức năng mỏng, công thức hàm lượng chất rắn thấp đến trung bình, cấu trúc nhiều lớp và phát triển vật liệu pin tiên tiến, nhưng nó không nhất thiết thay thế tất cả các quy trình phủ truyền thống quy mô lớn-cho các điện cực dày,-rắn-cao.

 

Các ứng dụng chính của phun nguyên tử hóa siêu âm trong điện cực pin

1. Phun vật liệu điện cực dương
Phun nguyên tử hóa siêu âm có thể được sử dụng để lắng đọng đồng đều các vật liệu hoạt động điện cực dương lên bề mặt của bộ thu dòng điện, chẳng hạn như lá nhôm. Tùy thuộc vào hệ thống pin và công thức vật liệu, nó có thể được sử dụng cho các vật liệu liên quan đến lithium sắt photphat (LFP), vật liệu cực âm ba cực, chất phân tán cacbon đen dẫn điện, vật liệu nano graphene và cacbon, chất kết dính và các chất phụ gia chức năng. Thông qua việc phun nhiều lớp mỏng, lớp phủ chức năng mong muốn có thể được hình thành dần dần và tính đồng nhất của sự phân bố vật liệu trên bề mặt nền có thể được cải thiện.

2. Phun vật liệu điện cực âm
Đối với các vật liệu dựa trên than chì, silicon{0}}và các vật liệu cực dương mới khác, phun siêu âm có thể được sử dụng để chế tạo điện cực thử nghiệm và lắng đọng lớp chức năng bề mặt. Đặc biệt trong nghiên cứu về cực dương cacbon-silicon mới, vật liệu tổng hợp graphene và vật liệu nano, việc phun có thể giúp đạt được sự lắng đọng vật liệu linh hoạt hơn và thiết kế cấu trúc nhiều lớp.

3. Lớp phủ chức năng trên bề mặt lá đồng và nhôm
Lá đồng và lá nhôm là những vật liệu thu dòng thường được sử dụng trong pin lithium. Thiết bị phun siêu âm có thể lắng đọng các lớp dẫn điện, lớp phủ vật liệu carbon, lớp thúc đẩy độ bám dính, lớp bảo vệ và lớp giao diện chức năng trên bề mặt của chúng.

4. Lớp phủ chức năng cho bộ tách pin
Ngoài việc phun trực tiếp các vật liệu điện cực, phun nguyên tử hóa siêu âm cũng có thể được áp dụng để chức năng hóa các bộ tách pin, chẳng hạn như lớp phủ hạt gốm, lớp chức năng polymer, lớp phủ oxit graphene, lớp bảo vệ cách điện và lớp giao diện được sửa đổi.

 

Ưu điểm chính của thiết bị phun nguyên tử hóa siêu âm

1. Độ đồng đều lớp phủ tốt
Nguyên tử hóa siêu âm có thể tạo thành các giọt nhỏ, sau đó được quét và phun bằng nền tảng chuyển động chính xác, cho phép vật liệu được phủ đều hơn trên bề mặt đế.

2. Cho phép kiểm soát độ dày chính xác
Thiết bị có thể điều chỉnh độ dày lớp phủ cuối cùng bằng cách kiểm soát tốc độ dòng chất lỏng, tốc độ phun, số lần phun, tốc độ di chuyển của vòi phun, khoảng cách phun và nhiệt độ bề mặt.

3. Giảm lãng phí nguyên liệu
Vật liệu pin, đặc biệt là vật liệu nano, vật liệu điện phân ở trạng thái rắn-mới và vật liệu hoạt động-có giá trị cao thường đắt tiền. Phun siêu âm, thông qua việc cung cấp chất lỏng chính xác và phun định hướng, có thể lắng đọng vật liệu ở các khu vực được chỉ định, từ đó giúp giảm mức tiêu thụ vật liệu trong quá trình nghiên cứu và phát triển.

4. Thích hợp cho các chất nền phức tạp
Ngoài các lá đồng và nhôm phẳng truyền thống, phun siêu âm còn có tiềm năng ứng dụng cho các cấu trúc xốp và bề mặt phức tạp.

 

Nó phù hợp với loại pin nào?

Công nghệ phun nguyên tử hóa siêu âm có thể được áp dụng để nghiên cứu phát triển và phát triển quy trình trong các lĩnh vực sau:

• Pin lithium{0}}ion

• Pin thể rắn

• Pin ion natri

• Pin kim loại lithium

• Điện cực liên quan đến pin nhiên liệu

• Pin dẻo

• Pin siêu nhỏ

• Pin kết cấu

• Nghiên cứu và phát triển vật liệu lưu trữ năng lượng mới

 

Giá trị ứng dụng của RPS-Thiết bị phun siêu âm SONIC trong ngành công nghiệp pin

Thiết bị phun nguyên tử hóa siêu âm RPS-SONIC có thể được định cấu hình theo các yêu cầu quy trình và vật liệu pin khác nhau. Thông qua vòi phun siêu âm, hệ thống cung cấp chất lỏng chính xác, nền tảng chuyển động tự động và hệ thống sưởi ấm, nó có thể đạt được sự phun vật liệu điện cực tự động và đồng đều.

 

Thiết bị có thể được sử dụng cho:

• Phun vật liệu điện cực dương cho ắc quy

• Phun vật liệu điện cực âm cho ắc quy

• Phủ bề mặt lá đồng và nhôm

• Phun vật liệu cacbon dẫn điện

• Lớp phủ vật liệu nano graphene và carbon

• Lớp phủ chức năng của bộ tách pin

• Chuẩn bị màng mỏng pin ở trạng thái rắn

• Lớp phủ chức năng đa lớp và gradient

• Thử nghiệm trên quy mô{0}}thí điểm và thử nghiệm các vật liệu pin mới