A forma da junta de revestimento de extrusão é otimizada para resolver o fenômeno da borda grossa da peça do polo

A tecnologia de revestimento de extrusão de fenda é uma tecnologia avançada de revestimento preditivo. Durante o revestimento, todo o fluido alimentado na morte da extrusão forma um revestimento no substrato. Portanto, a carga superficial do revestimento molhado pode ser controlada com precisão alterando a velocidade de alimentação do chorume e a velocidade de revestimento. O processo de revestimento é mostrado na Figura 1. Um certo fluxo de chorume entra na cavidade interna do dado da porta de alimentação da cabeça de extrusão e forma uma pressão estável. O chorume é finalmente pulverizado na saída de fenda do dado e revestido na folha. No material, o revestimento é seco em um forno.

Durante o processo de revestimento, devido às características fluidas do chorume, é fácil formar uma característica em forma de meia-lua, como mostrado no FIG. Durante o processo de revestimento, o aparecimento de um aumento repentino da espessura na borda da peça do polo é chamado de fenômeno de "borda grossa". Este fenômeno de borda grossa é indesejável, e causará problemas ao processo da bateria e ao desempenho e consistência da bateria.

Quanto às características do campo de fluxo do revestimento de extrusão e ao fenômeno das bordas grossas do revestimento, o artigo foi publicado antes para resumir as leituras relevantes da seguinte forma:

(1) Analisar as características do campo de fluxo do revestimento de extrusão da fenda para peças de polo de íons de lítio

(2) Revestimento de extrusão fenômeno de borda grossa de peças e soluções de polo de bateria de lítio

O revestimento de peças de polo de íons de lítio geralmente requer a produção de peças de polo em forma de tira, que é principalmente através do design do canal de fluxo pela junta fixada entre as cabeças de morrer superior e inferior, de modo a realizar a preparação de revestimento em forma de tira (como mostrado na Figura 2) . A forma da junta afeta a distribuição de velocidade do fluido no dado, e acaba afetando a morfologia do revestimento, especialmente a morfologia da borda do revestimento. Otimizar a forma de saída da junta de fenda pode alterar a direção e o tamanho da velocidade de fluxo de chorume, reduzir o estado de estresse da massa de borda e enfraquecer ou eliminar o fenômeno da borda grossa do revestimento. A otimização da forma da junta no exemplo deste artigo fornece uma referência para a resolução do fenômeno da borda grossa da peça do polo.

Gui Hua Han et al. projetaram quatro tipos de formas de junta. Usando uma combinação de simulação de computador e experimento, tomando o fluido newtoniano como exemplo, eles estudaram o efeito da forma da junta na distribuição da velocidade do chorume na saída de dado e na janela de revestimento. No estudo, considera-se apenas a otimização de forma da peça média da junta (Figura 2). Os corredores internos correspondentes às especificações das quatro juntas são mostrados na Figura 3:

caso1: A dimensão de largura da junta permanece inalterada em 10mm, e a dimensão correspondente de cada canal de fluxo permanece inalterada em 20mm;

case2: A largura da junta é expandida de 5mm para 10mm perto da saída e, em seguida, mantém uma largura paralela;

case3: A largura da junta é diretamente expandida de 5mm para 10mm na saída;

Case4: A largura da junta é reduzida de 15mm para 10mm perto da tomada e, em seguida, mantém uma largura paralela.

O fluido experimental é uma solução aquosa de glicerina (80:20, wt%), com uma viscosidade de 0,045 Pa∙s, uma tensão superficial de 0,066 N/m, e uma densidade de 1210kg/m3.

A Figura 4 mostra a distribuição de velocidade das quatro especificações de juntas na saída de dado ao longo da direção de largura de dado obtida por simulação de computador:

caso1: O tamanho do corredor permanece inalterado, e a velocidade na direção da largura na saída de dado é relativamente equilibrada;

caso2: Quando a junta se expande, o canal de fluxo encolhe, e a velocidade do fluido aumenta na borda do meio do dado;

caso3: Quando a junta se expande, o canal de fluxo encolhe, e a velocidade do fluido na borda do meio do dado aumenta, e o aumento é mais óbvio do que o caso2;

Caso4: Quando a junta encolhe, o canal de fluxo se expande, e a velocidade do fluido na borda do meio do dado diminui.

A distribuição de velocidade da tomada de dado afetará inevitavelmente a espessura do revestimento. Devido à natureza da própria massa de íons de lítio, a espessura do revestimento levará facilmente ao fenômeno das bordas grossas. Suprimir ou mesmo eliminar o fenômeno da borda grossa. Na produção real, você pode consultar o design da junta acima, melhorar os parâmetros do processo de acordo com a situação real e resolver o fenômeno da borda grossa.

A Figura 5 mostra a distribuição da taxa de tensão do fluido do canal de fluxo correspondente às quatro especificações das juntas. Em comparação com (a), os canais de fluxo de (b) e (c) são mais largos, e a taxa de tensão do fluido é menor, e (d) ) O canal de fluxo geral é mais estreito, a taxa de tensão do fluido é maior, e a pressão do fluido também é maior. No entanto, (b), (c) e (d) todos possuem regiões com taxas de tensão relativamente grandes. Para pastas de baterias de íons de lítio não newtonianas, alterações na taxa de tensão podem alterar as propriedades da pasta, como a viscosidade.

Além disso, de acordo com a análise do campo de fluxo entre o dado e a folha, quando o nível líquido do canal de fluxo superior do fluido está próximo do lado externo do lábio de dado, é provável que ocorra vazamento de chorume (como mostrado na Figura 6a), e o nível líquido do canal de fluxo superior está próximo da cabeça de dado Quando o lado interno do lábio sai , é fácil causar instabilidade no campo de fluxo e colapso do campo de fluxo (como mostrado na Figura 6b). A janela de revestimento foi julgada de acordo com o nível líquido do corredor superior, e quatro especificações de juntas foram encontradas, e a faixa correspondente da janela de revestimento foi alterada. Como mostrado na Figura 7, as janelas de revestimento do case2, case3 e case4 foram reduzidas, correspondendo ao processo de revestimento estável A faixa de parâmetro é menor. Se o revestimento não for operado na janela de revestimento, o revestimento é mais propenso a mais irregularidades óbvias.

Figura 6: Diagrama esquemático do campo de fluxo entre o dado e a folha: (a) O nível líquido do corredor superior está próximo do lado externo do lábio de dado, causando vazamento; (b) O nível líquido do corredor superior está próximo da saída interna do lábio de dado, e o campo de fluxo colapsa

Figura 7 Janelas de revestimento correspondentes às quatro especificações de juntas