배터리 전극 코팅 방법

배터리 전극 코팅은 최종 제품의 성능, 효율성 및 품질에 영향을 미치기 때문에 배터리 제조에서 중요한 공정입니다. 전극 코팅은 에너지를 저장하고 방출할 수 있는 리튬 코발트 산화물, 흑연 또는 실리콘과 같은 활성 물질의 균일하고 얇은 층을 생성하기 위해 금속 호일 또는 집전체와 같은 기판에 슬러리를 적용하는 것을 포함합니다. 충전 및 방전 주기 동안. 전극 코팅은 다양한 방법으로 이루어질 수 있으며, 각각의 원리, 특징, 장점 및 주의 사항이 있습니다. 이 기사는 배터리 생산에 사용되는 가장 일반적인 전극 코팅 방법에 대한 개요를 제공하는 것을 목표로 합니다.

닥터 블레이드 코팅

닥터 블레이드 코팅은 닥터 블레이드라고 불리는 금속 블레이드를 사용하여 여분의 슬러리를 긁어내고 매끄럽고 균일한 도막을 생성하는 잘 확립되고 널리 사용되는 방법입니다. 닥터 블레이드 코팅은 먼저 슬러리를 기판에 증착한 다음 닥터 블레이드를 표면을 따라 이동하여 두께를 고르게 하고 활물질이 고르게 분포되도록 하는 방식으로 작동합니다. 닥터 블레이드 코팅은 다공성이 높고 접착력이 우수하며 저렴한 비용으로 전극을 생산할 수 있는 비교적 간단하고 확장 가능하며 다재다능한 기술입니다. 그러나 블레이드와 기판 사이의 간격, 블레이드의 속도와 각도, 슬러리의 점도와 레올로지를 정밀하게 제어해야 합니다. 또한 닥터 블레이드 코팅은 모서리 결함, 줄무늬 및 표면 거칠기를 유발할 수 있으며,

슬롯 다이 코팅

슬롯 다이 코팅은 슬롯 다이라고 하는 정밀 압출 헤드를 사용하여 좁고 조정 가능한 슬롯을 통해 기판에 슬러리를 분사하는 보다 새롭고 정교한 방법입니다. 슬롯 다이 코팅은 슬러리 유량, 압력, 온도, 전단, 기판 속도 및 슬롯과의 거리를 정밀하게 제어하여 정밀하고 균일한 코팅을 달성하는 방식으로 작동합니다. 슬롯 다이 코팅은 두께 제어, 재현성 및 유연성이 높고 용매 소비, 폐기물 및 오염이 적은 전극을 생산할 수 있습니다. 또한 배터리의 양극 및 음극 측면과 같은 단일 패스에서 다양한 재료의 여러 층을 코팅하고 구배 또는 패턴 코팅을 증착할 수 있습니다. 그러나 슬롯다이코팅은 고가의 복잡한 장비가 필요하며, 공정 매개변수의 정밀한 조정 및 최적화도 포함됩니다. 또한 슬롯 다이 코팅은 저속 또는 고형분 함량에서 노즐 막힘, 에지 축적 및 균일하지 않은 코팅으로 인해 어려움을 겪을 수 있습니다.

그라비아 코팅

그라비아 코팅은 작은 셀이나 구덩이가 새겨진 원통형 그라비어 롤러를 사용하여 욕조에서 슬러리를 픽업하고 접촉과 압력에 의해 기판으로 옮기는 롤투롤 방식입니다. 그라비아 코팅은 롤러에 대한 셀의 깊이, 모양 및 분포뿐만 아니라 롤러에 대한 기판의 속도 및 압력을 제어하여 과도한 슬러리 또는 표면 결함 없이 균일하고 얇은 코팅을 생성하는 방식으로 작동합니다. 그라비아 코팅은 낮은 용매 증발 및 공기 노출뿐만 아니라 높은 정밀도, 평활성 및 해상도로 전극을 생산할 수 있습니다. 또한 3차원 전극과 같은 복잡한 형상을 코팅하고 높은 증착률을 달성할 수 있습니다. 그러나 그라비어 코팅에는 고품질의 내마모성 롤러는 물론 셀 형상 및 간격의 신중한 설계 및 유지 관리가 필요합니다.

스프레이 코팅

스프레이 코팅은 스프레이 노즐이나 건을 사용하여 슬러리를 물방울로 분무하고 운동량과 중력에 의해 기판에 증착하는 비접촉식 고속 방법입니다. 스프레이 코팅은 물방울 크기, 속도, 분포 및 각도뿐만 아니라 노즐과 기판 사이의 거리와 겹침을 조정하여 밀도와 두께가 제어된 등각 및 다공성 코팅을 생성하는 방식으로 작동합니다. 스프레이 코팅은 재료 낭비, 용제 사용 및 용제 회수율이 낮을 뿐만 아니라 균일성, 적합성 및 확장성이 높은 전극을 생산할 수 있습니다. 또한 유연하거나 구부러진 기판을 코팅하고 한 단계에서 여러 재료를 증착할 수 있습니다. 그러나 스프레이 코팅은 액적 바운싱, 응집 또는 과다 스프레이를 방지하기 위해 스프레이 파라미터뿐만 아니라 액적 크기와 속도를 주의 깊게 제어해야 합니다. 게다가,

스크린 인쇄

스크린 인쇄는 일반적으로 폴리에스테르 또는 스테인리스 스틸로 만들어진 메쉬를 사용하여 압력과 모세관 현상에 의해 슬러리를 기판에 옮기는 스텐실 기반 방법입니다. 스크린 인쇄는 메쉬를 슬러리로 코팅한 다음 기판에 놓고 스퀴지나 롤러로 눌러 개구부 또는 메쉬를 통해 슬러리를 원하는 패턴이나 모양으로 기판에 밀어 넣습니다. 스크린 인쇄는 고해상도, 반복성 및 맞춤화는 물론 저비용, 재료 낭비 및 장비로 전극을 생산할 수 있습니다. 또한 여러 레이어 또는 색상을 인쇄하고 높은 종횡비를 달성할 수 있습니다. 그러나 스크린 인쇄에는 메쉬 장력, 접착력, 품질, 슬러리 점도 및 유변학에 대한 정밀한 제어가 필요합니다. 게다가,

결론

요약하면, 배터리 전극 코팅은 다양한 코팅 방법의 원리, 특징, 장점 및 주의 사항에 대한 신중한 고려가 필요한 배터리 제조에서 중요한 단계입니다. 각 방법에는 고유한 강점과 약점이 있으며 특정 응용 프로그램이나 재료에 고유한 이점을 제공할 수 있습니다. 올바른 전극 코팅 방법을 선택하는 것은 대상 성능, 원하는 처리량, 사용 가능한 리소스 및 공정 요구 사항에 따라 다릅니다. 다양한 코팅 방법의 장단점을 이해함으로써 배터리 제조업체는 생산 라인을 최적화하고 배터리의 품질과 신뢰성을 향상시킬 수 있습니다.