Die Form der Extrusionsbeschichtungsdichtung ist optimiert, um das Phänomen der dicken Kante des Polschuhs zu lösen

Die Schlitzextrusionsbeschichtungstechnologie ist eine fortschrittliche prädiktive Beschichtungstechnologie. Während des Beschichtens bildet das gesamte in die Extrusionsdüse eingespeiste Fluid eine Beschichtung auf dem Substrat. Daher kann die Oberflächenbelastung der Nassbeschichtung durch Ändern der Aufschlämmungsgeschwindigkeit der Aufschlämmung und der Beschichtungsgeschwindigkeit genau gesteuert werden. Der Beschichtungsprozess ist in Abbildung 1 dargestellt. Ein bestimmter Aufschlämmungsstrom tritt von der Zufuhröffnung des Extrusionskopfs in den inneren Hohlraum der Düse ein und bildet einen stabilen Druck. Die Aufschlämmung wird schließlich am Schlitzauslass der Düse ausgesprüht und auf die Folie aufgetragen. Auf dem Material wird die Beschichtung in einem Ofen getrocknet.

Während des Beschichtungsprozesses ist es aufgrund der Fluideigenschaften der Aufschlämmung leicht, ein halbmondförmiges Merkmal zu bilden, wie in Fig. 1 gezeigt. Während des Beschichtungsprozesses wird das Auftreten einer plötzlichen Zunahme der Dicke an der Kante des Polstücks als&"dicke Kante GG" bezeichnet. Phänomen. Dieses Phänomen der dicken Kante ist unerwünscht und führt zu Problemen beim Batterieprozess sowie bei der Leistung und Konsistenz der Batterie.

In Bezug auf die Strömungsfeldeigenschaften der Extrusionsbeschichtung und das Phänomen der dicken Kanten der Beschichtung wurde der Artikel bereits veröffentlicht, um die relevanten Messwerte wie folgt zusammenzufassen:

(1) Analyse der Strömungsfeldeigenschaften der Schlitzextrusionsbeschichtung für Lithium-Ionen-Batteriepolstücke

(2) Extrusionsbeschichtungs-Dickkantenphänomen von Lithiumbatteriestangenstücken und -lösungen

Die Beschichtung von Lithium-Ionen-Batteriepolstücken erfordert normalerweise die Herstellung streifenförmiger Polstücke, was hauptsächlich durch die Gestaltung des Strömungskanals durch die zwischen dem oberen und unteren Düsenkopf befestigte Dichtung erfolgt, um die Herstellung des Streifens zu realisieren -förmige Beschichtung (wie in Abbildung 2 gezeigt). Die Form der Dichtung beeinflusst die Geschwindigkeitsverteilung des Fluids in der Düse und letztendlich die Morphologie der Beschichtung, insbesondere die Morphologie der Beschichtungskante. Das Optimieren der Auslassform der Schlitzdichtung kann die Richtung und Größe der Aufschlämmungsströmungsgeschwindigkeit ändern, den Spannungszustand der Kantenaufschlämmung verringern und das Phänomen der dicken Kante der Beschichtung schwächen oder beseitigen. Die Optimierung der Dichtungsform im Beispiel dieses Artikels bietet eine Referenz zur Lösung des Phänomens der dicken Kante des Polstücks.

Gui Hua Han et al. entwarf vier Arten von Dichtungsformen. Anhand einer Kombination aus Computersimulation und Experiment am Beispiel der Newtonschen Flüssigkeit untersuchten sie den Einfluss der Dichtungsform auf die Verteilung der Aufschlämmungsgeschwindigkeit am Düsenausgang und am Beschichtungsfenster. In der Studie wird nur die Formoptimierung des Mittelstücks der Dichtung berücksichtigt (Abbildung 2). Die Innenschienen, die den vier Dichtungsspezifikationen entsprechen, sind in Abbildung 3 dargestellt:

Fall 1: Die Breitenabmessung der Dichtung bleibt bei 10 mm unverändert, und die entsprechende Abmessung jedes Strömungskanals bleibt bei 20 mm unverändert.

Fall 2: Die Breite der Dichtung wird in der Nähe des Ausgangs von 5 mm auf 10 mm erweitert und behält dann eine parallele Breite bei.

Fall 3: Die Breite der Dichtung wird am Ausgang direkt von 5 mm auf 10 mm erweitert.

Fall 4: Die Breite der Dichtung wird in der Nähe des Auslasses von 15 mm auf 10 mm verringert und behält dann eine parallele Breite bei.

Die Versuchsflüssigkeit ist eine wässrige Glycerinlösung (80:20 Gew .-%) mit einer Viskosität von 0,045 Pa · s, einer Oberflächenspannung von 0,066 N / m und einer Dichte von 1210 kg / m³.

Abbildung 4 zeigt die Geschwindigkeitsverteilung der vier Spezifikationen von Dichtungen am Düsenausgang entlang der Düsenbreitenrichtung, die durch Computersimulation erhalten wurden:

Fall 1: Die Größe des Läufers bleibt unverändert, und die Geschwindigkeit in Breitenrichtung am Werkzeugausgang ist relativ ausgeglichen.

Fall 2: Wenn sich die Dichtung ausdehnt, schrumpft der Strömungskanal und die Geschwindigkeit der Flüssigkeit steigt am Rand der Mitte der Düse an.

Fall 3: Wenn sich die Dichtung ausdehnt, schrumpft der Strömungskanal und die Geschwindigkeit des Fluids am Rand der Mitte der Düse nimmt zu, und die Zunahme ist offensichtlicher als die von Fall 2;

Fall 4: Wenn die Dichtung schrumpft, dehnt sich der Strömungskanal aus und die Geschwindigkeit der Flüssigkeit am Rand der Mitte der Düse nimmt ab.

Die Geschwindigkeitsverteilung des Düsenauslasses beeinflusst unweigerlich die Dicke der Beschichtung. Aufgrund der Natur der Lithium-Ionen-Batterie-Aufschlämmung selbst führt die Beschichtungsdicke leicht zum Phänomen dicker Kanten. Unterdrücken oder beseitigen Sie das Phänomen der dicken Kante. In der tatsächlichen Produktion können Sie sich auf das obige Dichtungsdesign beziehen, die Prozessparameter entsprechend der tatsächlichen Situation verbessern und das Phänomen der dicken Kante lösen.

Fig. 5 zeigt die Dehnungsratenverteilung des Strömungskanalfluids entsprechend den vier Spezifikationen von Dichtungen. Im Vergleich zu (a) sind die Strömungskanäle von (b) und (c) breiter und die Dehnungsrate des Fluids ist niedriger und (d)) Der Gesamtströmungskanal ist schmaler, die Fluiddehnungsrate ist höher und Der Flüssigkeitsdruck ist ebenfalls größer. (B), (c) und (d) haben jedoch alle Regionen mit relativ großen Dehnungsraten. Bei nicht-Newtonschen Lithium-Ionen-Batteriepasten können Änderungen der Dehnungsrate die Eigenschaften der Paste wie die Viskosität ändern.

Zusätzlich ist gemäß der Analyse des Strömungsfeldes zwischen der Düse und der Folie wahrscheinlich, dass ein Aufschlämmungsleck auftritt, wenn sich der Flüssigkeitsstand des oberen Strömungskanals der Flüssigkeit nahe der Außenseite der Düsenlippe befindet (wie in 6a gezeigt) ), und der Flüssigkeitsstand des oberen Strömungskanals befindet sich nahe am Düsenkopf. Wenn die Innenseite der Lippe austritt, kann es leicht zu einer Instabilität des Strömungsfelds und einem Zusammenbruch des Strömungsfelds kommen (wie in Abbildung 6b gezeigt). Das Beschichtungsfenster wurde gemäß dem Flüssigkeitsstand des oberen Läufers beurteilt, und es wurden vier Spezifikationen von Dichtungen gefunden, und der entsprechende Beschichtungsfensterbereich hat sich geändert. Wie in 7 gezeigt, wurden die Beschichtungsfenster von Fall 2, Fall 3 und Fall 4 entsprechend dem stabilen Beschichtungsprozess reduziert. Der Parameterbereich ist kleiner. Wenn die Beschichtung nicht im Beschichtungsfenster betrieben wird, ist die Beschichtung anfälliger für offensichtlichere Unebenheiten.

Abbildung 6: Schematische Darstellung des Strömungsfeldes zwischen Düse und Folie: (a) Der Flüssigkeitsstand des oberen Läufers befindet sich nahe der Außenseite der Düsenlippe und verursacht Leckagen. (b) Der Flüssigkeitsstand des oberen Läufers befindet sich nahe dem inneren Auslass der Düsenlippe, und das Strömungsfeld kollabiert

Abbildung 7 Beschichtungsfenster, die den vier Spezifikationen der Dichtungen entsprechen