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リチウム電池のコーティングにおける一般的な欠陥と解決策の包括的な分析
2024-09-04
リチウム電池の製造工程では、コーティングの段階が非常に重要です。しかし、塗装工程ではさまざまな不具合が発生することが多く、生産効率や製品の品質に影響を及ぼします。今日は、リチウム電池コーティングにおける 25 の一般的な欠陥と解決策を詳しく見てみましょう。(リチウム - イオン電池機器)
I. 障害発生に関連する要因
コーティングの品質に影響を与える要因は数多くあり、主に人、機械、材料、方法、環境が含まれます。基本的な要素はコーティングプロセスに直接関係しており、コーティング基材、接着剤、コーティングスチールローラー/ゴムローラー、およびラミネート機をカバーします。
- コーティング基材: 材質、表面特性、厚さ、およびその均一性はすべてコーティングの品質に影響します。適切なコーティング基材はどのように選択すればよいですか?
- まず、材料に関しては、リチウム電池の特定の用途要件に従って選択する必要があります。一般的なコーティング基材には銅箔やアルミニウム箔が含まれます。銅箔は優れた導電性と延性を備えており、負の集電体として適しています。アルミニウム箔は耐酸化性に優れており、正極集電体としてよく使用されます。
第 2 に、厚さを選択する場合、通常、バッテリーのエネルギー密度や安全性などの要素を考慮する必要があります。基板を薄くするとエネルギー密度は向上しますが、バッテリーの安全性と安定性が低下する可能性があります。厚い基板はその逆です。同時に、厚みの均一性も重要です。厚さが不均一であると、コーティングが不均一になり、バッテリーの性能に影響を与える可能性があります。 - 接着剤: 使用粘度、親和性、および基材表面への接着力は非常に重要です。
- コーティング用スチールローラー: 接着剤のキャリアとして、また基材やゴムローラーをコーティングするためのサポート基準として、その幾何公差、剛性、動的および静的バランス品質、表面品質、温度均一性、熱変形状態はすべてコーティングの均一性に影響します。
- コーティングゴムローラー：材質、硬度、幾何公差、剛性、動的および静的バランス品質、表面品質、熱変形状態などもコーティングの均一性に影響を与える重要な変数です。
- ラミネート機: コーティングスチールローラーとゴムローラーを組み合わせた加圧機構の精度と感度に加えて、設計された最大動作速度と機械の全体的な安定性も無視できません。
II.一般的な障害と解決策
- 巻き戻し偏差制限
(1) 理由：巻き戻し機構のネジが芯出しされていない。
(2) 解決策：センサー位置を調整するか、リール位置を中央位置に調整してください。 - 出口フローティングローラー上下限
(1) 原因：出口加圧ローラーがしっかりと圧着されていない、または巻取りテンションがかかっていない、ポテンショメータが異常である。
(2) 解決策: 出口圧力ローラーをしっかりと押すか、巻き取りテンション スイッチをオンにしてポテンショメータを再調整します。 - 走行偏差限界
(1) 理由：走行偏差が中心にない、またはプローブが異常である。
(2) 解決策: センター設定に戻し、プローブの位置とプローブが損傷していないか確認してください。 - 巻き取り偏差限界
(1) 理由：テークアップ機構に芯出しがされていないねじがかかっている。
(2) 解決策：センサー位置を調整するか、リール位置を中央位置に調整してください。 - バックローラーの開閉動作なし
(1) 理由：バックローラーの原点校正が完了していないか、校正センサーの状態が異常です。
(2) 解決策：原点を再校正するか、原点センサの状態や信号に異常がないか確認してください。 - バックローラーサーボの故障
(1) 理由：通信異常または配線の緩み。
(2) 解決策: リセット ボタンを押して障害をリセットするか、電源を再度オンにします。アラームコードを確認し、マニュアルを参照してください。 - 2面目非断続コーティング
(1) 理由: 光ファイバーの障害。
(2) 解決策: コーティングパラメータまたは光ファイバー信号が異常かどうかを確認してください。 - スクレーパーサーボの故障
(1) 理由：スクレーパサーボドライバのアラームまたはセンサーの状態異常、装置の緊急停止。
(2) 解決策：非常停止ボタンを確認するか、リセットボタンを押してアラームを解除し、スクレーパローラの原点を再校正し、センサーの状態が異常かどうかを確認してください。 - 傷
(1) 原因：スラリー粒子によるもの、またはスクレーパの切れ込みによるもの。
(2) 解決策: 隙間ゲージを使用して粒子を取り除き、スクレーパーをチェックします。 - 粉落ち
(1) 理由：
ａ．過度の乾燥による粉の脱落。
b.作業場内の高湿度とポールピースの吸水。
c.スラリーの接着力が低い。
d.スラリーは長期間撹拌されていません。
(2) 解決策: オンサイトの品質技術にお問い合わせください。 - 不十分な面密度
(1) 理由：
ａ．液面の高低差が大きい。
b.走行速度。
c.ナイフエッジ。
(2) 解決策: 速度とナイフエッジのパラメータを確認し、一定の液面高さを維持します。 - より多くの粒子
(1) 理由：
ａ．スラリー自体によって運ばれるか、沈殿します。
b.片面塗布時のローラーシャフトが原因。
c.スラリーを長時間撹拌していない（静止状態）。
(2) 解決策: 塗布前に通過ローラーをきれいに拭きます。スラリーを長期間使用していない場合は、品質技術に相談して、撹拌する必要があるかどうかを確認してください。 - テーリング
(1) 理由：スラリーの尾引き、バックローラーと塗布ローラーの非平行ギャップ、バックローラーの開き速度。
(2) 解決策: コーティング ギャップ パラメータを調整し、バック ローラーの開く速度を上げます。 - フロントのミスアライメント
(1) 理由：アライメントエラーがある場合、アライメントパラメータが修正されません。
(2) 解決策: フォイルが滑っていないか確認し、バック ローラーを清掃し、基準ローラーの圧力ローラーを押し下げて、位置合わせパラメーターを修正します。 - 間欠塗装時の裏面平行尾引き
(1) 理由：塗布バックローラー間の距離が小さすぎる、またはバックローラーの開き距離が小さすぎる。
(2) 解決策: コーティング バック ローラー間の距離を調整し、バック ローラーの開き距離を増やします。 - 頭が厚く尻尾が薄い
(1) 理由：頭尾間引きパラメータが適切に調整されていません。
(2) 解決策: ヘッドテール速度比とヘッドテール開始距離を調整します。 - コーティング長さの変化と断続的なプロセス
(1) 理由：バックローラー表面にスラリーが付着しており、トラクションゴムローラーが押し付けられておらず、バックローラーと塗布ローラーの隙間が狭すぎます。
(2) 解決策: バック ローラーの表面を清掃し、間欠コーティング パラメーターを調整し、トラクション ローラーとゴム ローラーを押します。 - ポールピースに明らかな亀裂あり
(1) 理由：乾燥速度が速すぎる、オーブン温度が高すぎる、ベーキング時間が長すぎる。
(2) 解決策: 関連するコーティングパラメータがプロセス要件を満たしているかどうかを確認します。 - 動作中のポールピースのシワ
(1) 理由：
ａ．通過するローラー間の平行度。
b.バックローラーおよびパッシングローラーの表面に重大なスラリーまたは水が付着しています。
c.フォイルの接合が不十分なため、両側の張力がアンバランスになります。
d.異常な補正システムまたは補正がオンになっていない。
e.過度の張力または小さすぎる張力。
f.バックローラーの引きストロークのギャップが一定でない。
g.バックローラーのゴム表面は、長期間の使用により周期的に弾性変形を起こします。
(2) 解決策:
ａ．通過ローラーの平行度を調整します。
b.バックローラーとパッシングローラーの間の異物を時間内に処理します。
c.まず、ミシン頭部のテンション調整ローラーを調整します。フォイルが安定したら、調整して元の状態に戻します。
d.補正システムをオンにしてチェックします。
e.張力の設定値と各伝動ローラー、巻取り・繰り出しローラーの回転が柔軟かどうかを確認し、柔軟でないローラーには適切に対処してください。
f.ギャップを適切に拡大し、徐々に適切な位置まで狭めます。
g.弾性変形がひどい場合は、新しいゴムローラーに交換してください。 - 端の膨らみ
(1) 理由：バッフルの泡詰まりが原因。
(2) 解決策: バッフルを取り付けるとき、バッフルを外側に広がった形状にするか、バッフルを移動するときに外側から内側に移動することができます。 - 物質の漏洩
(1) 理由：バッフルまたはスクレーパーのフォームがしっかりと取り付けられていない。
(2) 解決策: スクレーパーのギャップはコーティング層の厚さよりわずかに 10 ～ 20 ミクロン大きくします。バッフルのフォームをしっかりと押します。 - 巻き取りムラ
(1) 理由：巻取軸が正しく取り付けられていない、空気が入っていない、補正がオンになっていない、または巻取テンションがオンになっていない。
(2) 解決策: 巻取シャフトの取り付けと固定、エア拡張シャフトの膨張、補正機能と巻取張力のオンなど。 - 両側の余白が不均一になる
(1) 理由：バッフルの取り付け位置と巻き戻り補正がオンになっていない。
(2) 解決策: バッフルを移動し、巻き取り補正を確認します。 - 裏面の断続的なコーティングを追跡できない
(1) 理由: 光ファイバーからの誘導入力がない、または前面に断続的なコーティングがされていない。
(2) 解決策: 光ファイバーヘッドの検出距離、光ファイバーパラメーター、および前面コーティングの効果を確認してください。 - 修正が効かない
(1) 理由: 光ファイバーパラメータが正しくない、補正スイッチがオンになっていない。
(2) 解決策: 光ファイバーのパラメータが適切かどうか (補正インジケーターが左右に点滅するかどうか)、および補正スイッチがオンになっているかどうかを確認します。
Ⅲ．革新的な考え方と提案
リチウム電池のコーティングプロセスにおける欠陥をより適切に処理するために、次の側面から革新することができます。
- インテリジェントな監視システムを導入して、コーティングプロセスのさまざまなパラメータをリアルタイムで監視し、潜在的な障害を早期に警告します。
- 塗装の均一性と安定性を向上させるための新しい塗装材料と装置を開発します。
- オペレーターの訓練を強化し、障害の判断能力と対応能力を向上させます。
- 塗装工程の総合的な品質管理を行うため、万全の品質管理体制を確立します。
つまり、生産効率と製品品質を向上させるには、リチウム電池コーティングにおける一般的な欠陥と解決策を理解することが重要です。同時に、リチウム電池産業の発展に大きく貢献するために、より高度な技術と方法を継続的に革新し、探求する必要もあります。