Le contrôle de l'uniformité du revêtement des batteries au lithium implique plusieurs facteurs sur divers aspects tels que le personnel, les machines, les matériaux, les méthodes et l'environnement. Cependant, les facteurs fondamentaux sont directement liés aux conditions du processus de revêtement, notamment le substrat de revêtement, l'adhésif, le rouleau en acier/rouleau en caoutchouc et la machine à plastifier.
1. Substrat de revêtement : les facteurs clés sont le type de matériau, les propriétés de la surface, l'épaisseur et son uniformité.
2. Adhésif : Les principales considérations sont sa viscosité de travail, son affinité et son adhérence à la surface du substrat.
3. Rouleau en acier de revêtement : en tant que support direct de l'adhésif et référence de support pour le substrat de revêtement et le rouleau en caoutchouc, il constitue le cœur de l'ensemble du mécanisme de revêtement. Des facteurs tels que la tolérance géométrique, la rigidité, la qualité de l'équilibre dynamique et statique, la qualité de la surface, l'uniformité de la température et la déformation thermique affectent l'uniformité du revêtement.
4. Rouleau en caoutchouc de revêtement : Le rouleau en caoutchouc est une variable essentielle pour la qualité du revêtement. Son matériau (par exemple, la durabilité de la couche de caoutchouc), sa dureté, sa tolérance géométrique, sa rigidité, sa qualité d'équilibre dynamique et statique, sa qualité de surface et sa déformation thermique influencent également l'uniformité du revêtement.
5. Machine à plastifier : Elle sert de plate-forme fondamentale pour le revêtement. En plus de la précision et de la sensibilité du mécanisme de pressage du rouleau en acier de revêtement et du rouleau en caoutchouc, cela englobe également la vitesse de fonctionnement de conception et la stabilité globale de la machine.
Les facteurs d'influence sur l'uniformité du revêtement diffèrent dans les directions latérale et longitudinale, ce qui nécessite des mesures de contrôle différentes. Ces mesures concernent à la fois la conception et la fabrication de la machine, ainsi que le contrôle opérationnel et du processus.
Dans la pratique, garantir un revêtement uniforme implique à la fois des ajustements techniques des machines et des procédures opérationnelles précises.
Uniformité latérale du revêtement et son contrôle
L'uniformité du revêtement dans le sens de la largeur est principalement influencée par les facteurs suivants :
La principale référence pour garantir la précision du revêtement est la tolérance géométrique et la rigidité du rouleau en acier. Pendant le fonctionnement, la tolérance géométrique, la rigidité, la précision de l'équilibre, la précision de l'assemblage et le système de chauffage et d'isolation intégré du rouleau en acier affectent directement l'état de l'adhésif, influençant ainsi le taux de transfert et l'uniformité du revêtement. Par conséquent, la conception et la sélection de rouleaux en acier de haute précision et résistants à l’usure constituent une tâche fondamentale.
Les rouleaux en caoutchouc, en particulier le rouleau en caoutchouc de revêtement, sont le principal facteur d'influence ou variable pour l'uniformité du revêtement latéral. Le matériau, la tolérance géométrique, la rigidité, la dureté de la couche de caoutchouc, l'équilibre dynamique du rouleau en caoutchouc, la structure de support, le réglage de la pression et d'autres facteurs ont un impact significatif sur l'uniformité du revêtement. En tant qu'arbre élancé, la rigidité du rouleau en caoutchouc est le facteur d'influence le plus prononcé. Du point de vue de l'utilisation, la propreté de la surface du rouleau en caoutchouc est également une variable de production essentielle affectant l'uniformité du revêtement du rouleau en caoutchouc. Par conséquent, la qualité et l’entretien des rouleaux en caoutchouc nécessitent un contrôle méticuleux.
Comme le montre l’analyse ci-dessus, plus le substrat ou la largeur du revêtement est large, plus il devient difficile d’assurer l’uniformité du revêtement. Lorsque la largeur du revêtement atteint une certaine valeur, l'uniformité du revêtement peut devenir le principal défi pour la précision de l'ensemble de la machine de plastification sans solvant.
Uniformité longitudinale du revêtement et son contrôle
L'uniformité longitudinale du revêtement, également connue sous le nom d'uniformité dans le sens d'alimentation du substrat, est déterminée par divers facteurs, notamment :
Dans des conditions normales, lorsque la machine fonctionne à une vitesse stable, le taux de transfert de l'adhésif reste constant, conduisant à un revêtement uniforme. Cependant, lors d'une accélération ou d'une décélération, le taux de transfert de l'adhésif peut subir des modifications légères à significatives, ayant un impact sur l'uniformité du revêtement. Par conséquent, la conception de la machine doit intégrer un prétraitement correspondant afin de minimiser les effets des démarrages fréquents ou des changements de vitesse sur l'uniformité du revêtement.
Le pressage des rouleaux en acier et en caoutchouc entraîne non seulement une déformation par flexion et compression, mais également une déformation thermique après un fonctionnement continu. Ces déformations affectent les conditions de pression et la largeur de contact dans la zone de contact, influençant ainsi le taux de transfert et l'uniformité du revêtement. Le matériau et la dureté du rouleau en caoutchouc affectent parfois de manière significative l'uniformité du revêtement. Ainsi, l’impact de ces déformations doit être soigneusement pris en compte lors de la conception de la machine, en mettant l’accent sur la sélection et la conception de rouleaux en caoutchouc durables et de haute qualité.
La durée du temps d'arrêt pendant le processus affecte également la viscosité de l'adhésif dans le réservoir de colle et sur les rouleaux en caoutchouc et en acier du système de revêtement, influençant potentiellement l'uniformité du revêtement. Il est donc crucial de contrôler les temps d’arrêt pour éviter une augmentation excessive de la viscosité de l’adhésif.
Le mécanisme de contrôle et la structure du volume d'application d'adhésif dans les machines de laminage sans solvant sont des facteurs essentiels, mais souvent négligés, qui affectent l'uniformité du revêtement longitudinal. La méthode de réglage et de contrôle du volume d’adhésif a un impact significatif sur la précision du contrôle et la vitesse de réponse.
Par exemple, les machines modernes de laminage sans solvant utilisent généralement des méthodes de revêtement par transfert à plusieurs rouleaux, contrôlant le volume d'adhésif grâce à des différences de vitesse. Cependant, certaines machines ajustent le volume d'adhésif en modifiant les intervalles de dosage, ce qui entraîne généralement des vitesses de réponse lentes et une faible précision et uniformité du revêtement.
Certaines machines de plastification sans solvant ne peuvent pas régler de manière continue ou arbitraire la largeur d'application de la colle, ou la largeur de distribution de colle diffère de la largeur d'application, ce qui entraîne des zones mortes (zones proches des barrages de colle) dans le réservoir de colle. Au fil du temps, la concentration d'adhésif à proximité des barrages de colle peut augmenter ou devenir trouble, réduisant localement le taux de transfert de l'adhésif (sur les bords), affectant ainsi directement l'uniformité du transfert. Cela entraîne un volume d'adhésif plus faible au niveau de certaines zones, généralement les bords, par rapport à la région centrale. Ce type d'irrégularité, se manifestant principalement par une non-uniformité latérale, est provoqué par un fonctionnement continu et peut se répéter en fonction du moment d'ajout de l'adhésif. Il est donc essentiel de sélectionner des machines à plastifier dotées d'un contrôle rationnel du volume d'adhésif et de la possibilité de régler arbitrairement la largeur de distribution de colle.
Les facteurs environnementaux deviennent plus évidents lors d'une production continue prolongée, car les changements d'humidité relative et de température peuvent affecter dans une certaine mesure les conditions du revêtement adhésif.
En résumé, ce n’est que lorsque l’uniformité latérale et longitudinale est assurée que l’uniformité globale du revêtement peut être obtenue. Alors que l'uniformité latérale est souvent davantage influencée par la machine elle-même, l'uniformité longitudinale est plus difficile à contrôler en raison de la multitude de facteurs qui l'affectent lors d'une production à long terme ou en série.
Bien entendu, les principaux facteurs influençant l’uniformité du revêtement varient sur des périodes courtes, moyennes et longues, nécessitant des mesures correspondantes basées sur différents scénarios.
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