La raison pour laquelle l'électrode d'anode de la batterie au lithium colle au rouleau

Pendant le processus de laminage et de pressage des matériaux de l'électrode d'anode, le problème du collage au rouleau est souvent rencontré. Le collage des matériaux de l'électrode d'anode sur le rouleau non seulement fait perdre des heures de travail et affecte l'efficacité du travail, mais peut également rendre l'électrode inutilisable, entraînant des pertes économiques. Par conséquent, il est très important pour la production et la fabrication de batteries au lithium d’analyser les raisons du collage de l’électrode anodique au rouleau et de comprendre les problèmes. Les chercheurs ont résumé et analysé les raisons du collage des matériaux d'électrode d'anode au rouleau dans la pratique, comprenant principalement huit aspects. Jetons-y un coup d'œil ci-dessous.

1. La surface de l’axe des rouleaux du laminoir n’est pas correctement nettoyée. La surface de l'axe du rouleau étant recouverte d'une couche protectrice lorsque l'équipement n'est pas utilisé, elle doit être nettoyée avant utilisation. Si la surface de l'axe du rouleau n'est pas propre lors du roulement des feuilles d'électrodes anodiques, il est facile de coller au rouleau. Certaines entreprises de batteries au lithium séparent et utilisent des équipements pour différents systèmes et matériaux d'électrodes positives (à base d'huile) et anodiques (à base d'eau) afin d'éviter une pollution mutuelle. Cependant, il existe également des cas particuliers dans lesquels les feuilles d'électrodes positives et anodiques partagent le même laminoir, et même la machine de revêtement est partagée par les deux. Le remplacement fréquent des feuilles d'électrodes positives et anodiques peut entraîner une contamination croisée et un collage facile au rouleau.

2. Les feuilles d'électrodes anodiques ne sont pas complètement séchées. Si la température du four n'est pas suffisamment élevée ou si la vitesse de fonctionnement est trop rapide pendant le revêtement, les feuilles d'électrodes risquent de ne pas atteindre la norme de séchage. Lors du laminage des feuilles, si elles contiennent encore une certaine quantité d'humidité, le liant ne peut pas exercer pleinement sa capacité à lier diverses substances. L'adhérence entre le graphite de l'électrode anodique, la feuille de cuivre et le liant est faible et il est facile pour les feuilles de coller au rouleau pendant le processus de déformation du laminage. Un morceau de feuille d'électrode peut être prélevé pour être pesé, puis placé dans le four pendant un certain temps pour la cuisson, puis pesé à nouveau. La différence de poids peut être utilisée pour déterminer si le séchage des feuilles d'électrodes pendant le revêtement est satisfaisant.

3. La température du four est trop élevée et l’électrode négative est trop sèche. Si la température de cuisson est trop élevée, le solvant s'évapore trop rapidement et le liant se volatilise et adhère à la surface de l'électrode, formant une microstructure de l'électrode avec une augmentation progressive de la concentration du liant de la feuille à la surface. de l'électrode. Pendant le laminage, la force d'adhésion de l'électrode négative de surface est supérieure à la force d'adhésion entre la feuille et le matériau de l'électrode négative, ce qui est sujet au phénomène de collage au rouleau, entraînant la chute de particules du rouleau et sur l'électrode. S'il y a un matériau collant linéaire sur l'électrode pendant le laminage, il est nécessaire de vérifier le four de séchage des électrodes de la machine de revêtement. Il est possible que des vis sur la buse d'air fixe ne soient pas vissées ou serrées. Différents réglages de la fréquence d'échappement du four pendant le revêtement affecteront le taux d'évaporation du solvant sur l'électrode et la répartition du liant, ce qui affectera également le roulement de l'électrode.

4. Si la teneur en liant dans la pâte est trop faible, cela peut entraîner une adhérence insuffisante entre les matériaux actifs et une adhérence insuffisante avec la feuille. Généralement, le SBR et le CMC sont utilisés en synergie comme liants pour les électrodes d'anode en graphite, le CMC comme agent épaississant et le SBR comme liant. Lorsque la teneur en CMC et SBR est trop faible, le graphite et le noir de carbone présents dans l'électrode anodique ne peuvent pas être répartis uniformément dans la suspension, ce qui entraîne une agglomération. Le SBR ne peut pas couvrir uniformément la surface des particules de graphite, ce qui entraîne une mauvaise adhérence entre les particules de graphite dans les feuilles d'électrode, ainsi qu'entre les particules de graphite et la feuille. Lors du roulement, les particules de graphite ont tendance à se détacher et à adhérer immédiatement aux autres objets. Lors de l’utilisation d’une suspension aqueuse d’électrode d’anode, le rapport CMC/SBR peut être pris en compte, car une quantité insuffisante peut conduire à une mauvaise adhérence.

5. Si le rapport de SBR dans le processus de mélange n'est pas approprié, cela peut conduire au collage du rouleau pendant le laminage des feuilles d'électrode. Le SBR utilisé dans les batteries au lithium est un liant à base d’eau de latex de caoutchouc styrène-butadiène. Il est produit par polymérisation en émulsion et copolymérisation de monomères de styrène et de butadiène en utilisant de l'eau comme milieu et en ajoutant des émulsifiants et des initiateurs. Il s'agit d'une émulsion aqueuse avec une teneur en matières solides d'environ 50 %. Le SBR est une substance qui coexiste avec des propriétés hydrophiles et hydrophobes. Les groupes aqueux se lient aux groupes de surface de la feuille pour former une adhésion, tandis que les segments de chaîne huileux se lient au graphite de l'électrode anodique pour former une adhésion, obtenant ainsi l'effet de liaison. Si le SBR flotte et apparaît bleu pendant la préparation de la suspension, cela entraînera une répartition inégale de la concentration de SBR après le revêtement, ce qui entraînera une mauvaise adhérence entre le matériau actif et la feuille. Cela peut facilement conduire au collage du rouleau lors du roulage.

6. Le type de matériau de l’électrode anodique peut affecter le processus de laminage. Par rapport au graphite naturel, les particules de graphite artificiel ont des surfaces plus rugueuses, des morphologies de coins plus pointues et inversées et des structures plus irrégulières, ce qui les rend plus difficiles à mouiller. Lorsque le graphite artificiel n’est pas entièrement dispersé, il est plus sujet à l’agglomération. Cette agglomération est gélatineuse, peut traverser les écrans et les zones agglomérées des feuilles d'électrodes revêtues sont plus denses, ce qui facilite la surpression et la formation d'un collage ponctuel et d'une perte de matériau pendant le laminage.

7. Le processus de mélange peut également affecter le roulement des feuilles d'électrodes. Le graphite artificiel est difficile à disperser et lors de la préparation conventionnelle de boues humides, une agitation à grande vitesse à long terme peut facilement briser la chaîne moléculaire CMC, ce qui entraîne un mauvais effet de dispersion. Augmenter simplement la vitesse de ligne et la proportion de CMC ne donne souvent pas de bons résultats.

8. Lors de la préparation du mélange d'électrodes d'anode en graphite artificiel, le CMC et le SBR sont utilisés comme additifs pour garantir la stabilité et les performances de revêtement de la suspension. Différents types de CMC peuvent également affecter la microstructure des feuilles d'électrodes et provoquer le collage du rouleau lors du laminage. En effet, les substances insolubles dans la CMC peuvent former des agglomérats de particules avec de petites particules de graphite et de Super-P, ce qui rend difficile le passage de la boue à travers les tamis. Cela peut entraîner de multiples blocages dans le maillage du tamis, des rayures sur le revêtement et le collage du rouleau pendant le roulement.

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