電池電極のカレンダー加工工程

カレンダー加工とは：

バッテリー電極のカレンダー加工は、リチウムイオンバッテリーの製造プロセスにおける重要なステップであり、その目的は、設計要件を満たす電極を得ることです。カレンダー加工は必要な工程です。電極を塗布し乾燥させた後、活物質と集電箔との間の剥離強度は低い。このとき、活物質と箔の結合強度を高め、電解液浸漬時や電池使用時の剥離を防ぐためにカレンダー加工が必要です。

カレンダーの目的:

カレンダー加工により、電極の表面は滑らかで平坦に保たれます。電極表面のバリがセパレータを突き破ることによる電池の短絡を防止し、電池のエネルギー密度を向上させます。カレンダー加工プロセスは、電極集電体にコーティングされた電極材料を圧縮することができるため、電極の体積が減少し、電池のエネルギー密度が増加し、リチウム電池のサイクル寿命と安全性能が向上します。

 

1 回目のカレンダー処理と 2 回目のカレンダー処理:

1 回カレンダー加工とは、電極を設計された厚さと密度に達させるために 1 回だけ圧延することを意味します。

二次カレンダー加工とは、電極を一定の厚みに圧延し、その後、二次圧延により設計された厚みと密度を得る加工です。

違い：

カレンダー加工を行うと、活性粒子の亀裂や粉砕が容易に発生し、電極上（銅箔から離れた）の細孔直径が、磁極片の下（銅箔に近い）の細孔直径よりも大きくなります。

二次カレンダー加工は活性粒子の破損を可能な限り減らすだけでなく、極片の細孔径分布を均一にし、電解液の浸透を促進し、最終的に電池の性能を向上させます。

 

ホットカレンダー加工とコールドカレンダー加工：

コールドカレンダー技術: ローリングプレス工程中に加熱手段はなく、温度変化は手動で制御されません。

ホットカレンダー技術：加工材料を予熱し、高精度に温度制御された加熱ローラーを用いて加工材料を圧延するカレンダー技術。

 

熱間圧延技術の利点: 

巻かれた電極の温度が上昇すると、電極コーティング内のバインダーが軟化し、変形抵抗が減少し、圧縮が容易になり、磁極片の表面の厚さがより均一になります。

したがって、正確な温度制御により、ヒートローラー技術には次のような利点があります。

(1) 加工圧力を低減し、圧延力を最大62%低減できます。

(2) 電極の反発を約 50% 低減し、電池の体積密度を効果的に高めます。

(3) コーティング材料と集電体の結合力を強化し、電池電極のバインダーへの損傷を軽減し、サイクル寿命を効果的に改善します。

(4) 圧延工程中の熱を吸収し、電池の安定性を向上させます。

(5) 電池の内部抵抗を低減するなど、多くのメリットがあります。

現在、平板プレス技術は市場から淘汰され、冷間カレンダー技術が長い時間をかけて開発され、技術が成熟し、市場で量産化されている。コールドカレンダー技術と比較して、高精度ホットカレンダー技術には、圧力の低減、バッテリー材料の損失の低減、サイクル寿命の延長、バッテリーの一貫性の向上など、多くの利点があります。したがって、加熱カレンダー技術は、将来のカレンダー技術の主な発展方向となる可能性があります。