ניתוח טכנולוגיית ציפוי לסוללות ליתיום-יון

כידוע, מצע האלקטרודה החיובית של סוללות ליתיום-יון הוא רדיד אלומיניום, ומצע האלקטרודה השלילי הוא רדיד נחושת. לאחר הציפוי, הוא הופך לסליל אלקטרודה חיובי וסליל אלקטרודה שלילי, אשר משמשים לאחר מכן לשלב העיבוד הבא. איכות הייצור של האלקטרודה קבעה בעצם ביצועים מסוימים של הסוללה, וציפוי המצע הוא חלק חשוב מאוד בכל תהליך ייצור הסוללה!

שיטת הציפוי התפתחה מציפוי טבילה ושחול לציפוי דו-צדדי דו-צדדי המתקדם ביותר, כל זאת במטרה לשפר את איכות הציפוי וביצועי האלקטרודה. כמה יחידות חזקות כלכלית בסין השקיעו סכום כסף גדול כדי להציג מכונות יקרות לציפוי אלקטרודות בחו"ל על מנת לייצר סוללות ליתיום-יון אמינות.

 

תהליך הציפוי הכללי: מצע הציפוי (רדיד מתכת) משתחרר על ידי מכשיר ההתפרקות ומוזן למכונת הציפוי. ההתחלה והסוף של המצע מחוברים לרצועה רציפה בשולחן השחבור, ולאחר מכן מוזנים למכשיר התאמת המתח ולמכשיר התיקון האוטומטי על ידי מכשיר המשיכה. לאחר התאמת המתח והמיקום של נתיב הסרט, הם נכנסים למכשיר הציפוי. המשחה הקוטבית מצופה בחתכים לפי כמות הציפוי שנקבעה מראש ואורך הריק במכשיר הציפוי. במהלך ציפוי דו צדדי, הציפוי הקדמי ואורך הריק עוקבים באופן אוטומטי לציפוי. האלקטרודה הרטובה המצופה נשלחת לערוץ הייבוש לייבוש, וטמפרטורת הייבוש נקבעת בהתאם למהירות הציפוי ועובי הציפוי. לאחר הייבוש, המקטבים מותאמים למתח ומתוקנים אוטומטית לפני שהם מגוללים לשלב העיבוד הבא.
הציפוי של משחת הקוטב עבה יחסית, עם כמות ציפוי גדולה ועומס ייבוש גבוה. נכון לעכשיו, הטכנולוגיה הנפוצה היא ייבוש באוויר חם. מצע האלקטרודה החיובית הוא רדיד אלומיניום, בעל תכונות כימיות פעילות והוא מתחמצן בקלות. במהלך תהליך הייצור של רדיד האלומיניום, נוצר סרט תחמוצת צפוף, המונע חמצון נוסף של נייר הכסף. בשל האופי הדק והנקבובי של סרט התחמוצת, הוא רך ובעל תכונות ספיחה טובות. עם זאת, טמפרטורה ולחות גבוהות עלולות לפגוע בסרט התחמוצת הזה, ולהאיץ את תגובת החמצון. כיום, רובם משתמשים בשיטת ציפוי חד-צדדית. כאשר הצד הראשון מצופה, הצד השני חשוף לחלוטין לאוויר חם, בעוד שהאוויר החם היבש לציפוי (על בסיס שמן) צריך להיות סביב 130 מעלות. אם תכולת הלחות באוויר החם אינה נשלטת בצורה יעילה, הדבר יגביר את החמצון של רדיד האלומיניום וישפיע על ההתקשרות בין חומר האלקטרודה החיובית לרדיד האלומיניום, ואף יגרום לניתוק.
יצרני מכונות ציפוי בארצות הברית וביפן פיתחו טכנולוגיית ציפוי בו זמנית דו-צדדית כדי לטפל בבעיות היעילות האנרגטית וחמצון רדיד אלומיניום של מכונות ציפוי חד-שכבתיות, ולפתור לחלוטין את בעיית החמצון של רדיד האלומיניום במהלך הציפוי. עם זאת, המחיר המופקע של מכונות ציפוי סימולטני דו צדדי אינו סביר עבור יצרני סוללות רגילים.