리튬전지 양극 전극이 롤러에 달라붙는 이유

Apr 22,2024

양극 전극 재료를 압연 및 압착하는 과정에서 롤러에 달라붙는 문제가 종종 발생합니다. 양극전극재가 롤러에 달라붙는 것은 작업시간을 낭비하고 작업효율에 영향을 줄 뿐만 아니라 전극을 사용할 수 없게 되어 경제적 손실을 가져올 수도 있다. 따라서 리튬전지 생산 및 제조에서는 양극전극이 롤러에 달라붙는 원인을 분석하고 문제점을 파악하는 것이 매우 중요하다. 연구진은 실제 양극 전극 물질이 롤러에 달라붙는 이유를 주로 8가지 측면으로 정리 분석했다. 아래에서 살펴보겠습니다.

1. 압연기의 롤러 축 표면이 제대로 청소되지 않았습니다. 장비를 사용하지 않을 때는 롤러축 표면이 보호층으로 코팅되어 있으므로 사용하기 전에 청소가 필요합니다. 양극판을 롤링할 때 롤러축 표면이 깨끗하지 않으면 롤러에 달라붙기 쉽습니다. 일부 리튬 배터리 회사에서는 상호 오염을 방지하기 위해 양극(유성) 전극과 양극(수성) 전극의 시스템 및 재질을 달리하여 장비를 분리하여 사용하고 있습니다. 그러나 양극과 양극 시트가 동일한 압연기를 공유하고 심지어 코팅 기계도 둘이 공유하는 특별한 경우도 있습니다. 양극 및 양극 시트를 자주 교체하면 교차 오염이 발생하고 롤러에 쉽게 달라붙을 수 있습니다.

2. 양극 시트가 완전히 건조되지 않았습니다. 코팅 중 오븐 온도가 충분히 높지 않거나 작동 속도가 너무 빠르면 전극 시트가 건조 기준에 도달하지 못할 수 있습니다. 시트를 굴릴 때 시트에 일정량의 수분이 남아 있으면 바인더가 다양한 물질을 접착하는 능력을 충분히 발휘할 수 없습니다. 양극전극 흑연과 동박, 바인더 사이의 접착력이 약해 압연 변형 과정에서 시트가 롤러에 달라붙기 쉽습니다. 칭량을 위해 전극 시트 조각을 취한 다음 베이킹을 위해 일정 시간 동안 오븐에 넣은 다음 다시 칭량할 수 있습니다. 무게의 차이는 코팅 시 전극 시트의 건조가 만족스러운지 여부를 판단하는 데 사용될 수 있습니다.

3. 오븐 온도가 너무 높고 음극이 너무 건조합니다. 베이킹 온도가 너무 높으면 용매가 너무 빨리 증발하고 바인더가 휘발하여 전극 표면에 부착되어 호일에서 표면으로 바인더 농도가 단계적으로 증가하면서 전극의 미세 구조가 형성됩니다. 전극의. 압연 중에는 표면 음극 접착력이 호일과 음극재 사이의 접착력보다 커서 롤러에 들러붙는 현상이 발생하기 쉽고, 이로 인해 입자가 롤러에서 떨어져 전극 위로 떨어지는 현상이 발생하기 쉽습니다. 압연 중 전극에 선형의 끈적끈적한 물질이 있는 경우 코팅기의 전극 건조로를 점검해야 합니다. 고정 에어 노즐에 나사로 고정되거나 조여지지 않은 나사가 있을 수 있습니다. 코팅 중 오븐 배기 주파수의 다른 설정은 전극의 용매 증발 속도와 바인더의 분포에 영향을 미치며 이는 전극 롤링에도 영향을 미칩니다.

4. 슬러리 내 바인더 함량이 너무 낮으면 활물질 간의 접착력이 부족해 호일과의 접착력이 부족할 수 있습니다. 일반적으로 SBR 과 CMC는 흑연 양극 전극의 바인더로 사용되며 CMC는 증점제로, SBR은 바인더로 사용됩니다. CMC와 SBR의 함량이 너무 낮으면 양극 전극의 흑연과 카본블랙이 슬러리에 고르게 분산되지 못해 뭉치는 현상이 발생한다. SBR은 흑연 입자의 표면을 고르게 덮을 수 없기 때문에 전극 시트의 흑연 입자 사이는 물론 흑연 입자와 호일 사이의 접착력도 좋지 않습니다. 롤링할 때 흑연 입자는 즉시 분리되어 다른 물체에 부착되는 경향이 있습니다. 수성 양극 전극 슬러리를 사용하는 경우 SBR에 대한 CMC의 비율을 고려할 수 있습니다. 너무 적으면 접착력이 저하될 수 있기 때문입니다.

5. 혼합시 SBR의 비율이 적합하지 않을 경우 전극시트 롤링시 롤러의 고착 현상이 발생할 수 있습니다. 리튬 배터리에 사용되는 SBR은 스티렌-부타디엔 고무 라텍스의 수성 바인더입니다. 물을 매질로 하고 유화제 및 개시제를 첨가하여 스티렌과 부타디엔 단량체를 유화중합 및 공중합하여 제조됩니다. 고형분 함량이 약 50%인 수성 에멀젼입니다. SBR은 친수성과 소수성이 공존하는 물질입니다. 수성 그룹은 호일의 표면 그룹에 결합하여 접착력을 형성하는 반면 유성 사슬 세그먼트는 양극 전극 흑연에 결합하여 접착력을 형성하여 결합 효과를 얻습니다. 슬러리 제조 과정에서 SBR이 떠서 파란색으로 나타나면 코팅 후 SBR 농도 분포가 고르지 않아 활물질과 호일의 접착력이 저하됩니다. 이로 인해 롤링 중에 롤러가 쉽게 달라붙을 수 있습니다.

6. 양극 전극 재료의 종류는 압연 공정에 영향을 줄 수 있습니다. 천연 흑연에 비해 인조 흑연 입자는 표면이 더 거칠고 모서리 형태가 더 뾰족하고 거꾸로 되어 있으며 구조가 더 불규칙하여 젖기가 더 어렵습니다. 인조흑연이 완전히 분산되지 않으면 응집되기 쉽습니다. 이 뭉침은 젤라틴질이고 스크린을 통과할 수 있으며, 코팅된 전극 시트의 뭉침면적이 더 조밀하여 압연 시 과압이 쉽게 되고 점 모양의 점착 및 재료 쉐딩이 형성됩니다.

7. 혼합 과정은 전극 시트의 롤링에도 영향을 미칠 수 있습니다. 인조 흑연은 분산이 어렵고, 기존의 습식 슬러리 제조 시 장기간 고속 교반하면 CMC 분자 사슬이 쉽게 끊어져 분산 효과가 떨어질 수 있습니다. 단순히 라인 속도와 CMC 비율을 높이는 것만으로는 좋은 결과를 얻지 못하는 경우가 많습니다.

8. 인조흑연 음극전극 혼합물을 제조할 때 슬러리의 안정성과 코팅 성능을 보장하기 위해 CMC와 SBR을 모두 첨가제로 사용합니다. 다양한 유형의 CMC도 전극 시트의 미세 구조에 영향을 미칠 수 있으며 롤링 중에 롤러가 달라붙는 원인이 될 수 있습니다. 이는 CMC의 불용성 물질이 흑연 및 Super-P의 작은 입자와 입자 덩어리를 형성하여 슬러리가 스크린을 통과하기 어렵게 만들기 때문입니다. 이로 인해 스크린 메쉬의 여러 막힘, 코팅 긁힘 및 롤링 중 롤러 고착이 발생할 수 있습니다.

이메일 : tob.amy@tobmachine.com

스카이프:amywangbest86

Whatsapp/전화 번호: +86 181 2071 5609