Batareya yorlig'ini izolyatsiyalash uchun ultratovushli atomizatsiya püskürtme qanday ishlatiladi?

Batareya yorlig'i izolyatsiyasi qoplamasi uchun ultratovushli atomizatsiya purkagichidan foydalanilganda, u avval mos izolyatsion materiallarga mos keladi va-oldindan ishlov beradi, so'ngra aniq atomizatsiya va cho'kma jarayoni orqali plyonka hosil qiladi. Parametr nazorati qoplama sifatini ham ta'minlab, uni keng ko'lamli-ishlab chiqarish uchun mos qiladi. Muayyan jarayon va tafsilotlar quyidagilar:

**Materialni dastlabki tayyorlash va moslashtirish:** Batareya yorliqlari asosan alyuminiy yoki misdan tayyorlanadi, bu elektrolitlar korroziyasiga chidamli izolyatsion materiallarni tanlashni talab qiladi. Odatda PVDF (poliviniliden ftorid) va PTFE (politetrafloroetilen) kabi polimer atalalari ishlatiladi. Yorliqlarning elektrolitlar korroziyasini oldini olish uchun biriktiruvchi va noorganik izolyatsion materiallarni o'z ichiga olgan kompozit shlamlar ham ishlatilishi mumkin.
**Keyingi atala bilan oldindan ishlov berish:** Materialning yopishqoqligi ultratovushli atomizatsiya uchun mos diapazonga o'rnatiladi. Ultrasonik dispersiya ataladagi zarrachalar aglomeratsiyasini yo'q qiladi, bir xil va barqaror atalani ta'minlaydi, atomizatsiya boshining keyingi tiqilib qolishiga yo'l qo'ymaydi va qoplama zichligini kafolatlaydi.

Qoplashdan oldin elektrod yuzasi yog ', burmalar va boshqa aralashmalarni tozalash va qoplama va elektrod o'rtasidagi yopishqoqlikka ta'sir qilmasligi va izolyatsiyani buzish xavfini kamaytirish uchun tozalanishi kerak. Bir vaqtning o'zida ultratovushli qoplama uskunasi disk raskadrovka qilinishi kerak. Elektrod o'lchamlari (kenglik va qalinlik kabi) va qoplama talablari asosida korroziyaga chidamli{2}}atomizatsiya boshi tanlanadi va avtomatlashtirilgan uch o'qli harakat tizimi yoki robot qo'l püskürtme yo'lini boshqaradi. Ultrasonik chastota, püskürtme tezligi va substrat harorati püskürtme aniqligini ta'minlash uchun kompyuter PLC tizimi orqali oldindan o'rnatiladi.

 

Atomizatsiya va nozik kino cho'kishi: Oldindan ishlov berilgan izolyatsion atala birinchi navbatda oziqlantirish tizimi orqali ultratovushli atomizatsiya nozuliga beriladi. Ko‘krak ichidagi piezoelektrik keramik transduser yuqori chastotali elektr signali qo‘zg‘alishi ostida-10-180 kHz yuqori-chastotali mexanik tebranishlarni hosil qiladi. Bu tebranish energiyasi atala yuzasiga uzatiladi va bu atala sirt tarangligini yengib chiqadi va 1-50 mkmlik bir xil mikro{8}}tomchilarga parchalanib, atomlashtiruvchi konusni hosil qiladi. So'ngra, azot kabi inert tashuvchi gaz tomonidan boshqariladigan bu mikro-tomchilar yo'nalishi bo'yicha akkumulyator elektrodining belgilangan maydoniga etkaziladi. Ushbu kontaktsiz püskürtme jarayoni yorliqlarga jismoniy zarar etkazmaslikka yordam beradi.

Tomchilar yorliq yuzasida to'planganidan so'ng, atala ichidagi erituvchi past haroratda quritish yo'li bilan chiqariladi-, teshiksiz, yuqori zichlikdagi izolyatsion qoplama-hosil qiladi. Püskürtme paytida, atomizatsiya quvvati va oziqlanish tezligi kabi parametrlar qoplama qalinligi xatosini ±5% ichida nazorat qilish uchun sozlanishi, bu qatlam izolyatsiyasi uchun ultra-yupqa qoplama talablariga javob beradi. Bir vaqtning o'zida ultratovushli püskürtme 85% -95% gacha bo'lgan materiallardan foydalanish darajasiga erishadi, izolyatsiya materiallari chiqindilarini kamaytiradi va ishlab chiqarish xarajatlarini kamaytiradi.

 

Katta{0}}miqyosdagi ommaviy ishlab chiqarishda turli spetsifikatsiyalardagi yorliqlarni to'plamli qayta ishlashga moslashuvchi-keng eniga purkashga erishish uchun ko'p-ko'krakli massiv dizaynidan foydalanish mumkin. Uskuna shuningdek, 24{6}}soat uzluksiz püskürtmeyi qo'llab-quvvatlaydi va avtomatlashtirilgan boshqaruv tizimi bilan qo'lda aralashuv kamayadi. Bu ishlab chiqarish samaradorligini oshirish, akkumulyator sanoatida keng ko'lamli ishlab chiqarish ehtiyojlarini qondirish bilan birga, ommaviy ishlab chiqarish jarayonida har bir partiyada yorliq qoplamasining mustahkamligini ta'minlaydi.

 

Ultrasonik atomizatsiya püskürtme batareyani ishlab chiqarishning asosiy talablarini (xavfsizlik, mustahkamlik, xarajatlarni nazorat qilish va miqyoslilik) qondirish uchun batareya yorlig'ini qoplash ilovalarida asosiy afzalliklarni taqdim etadi. An'anaviy püskürtme (havo bilan püskürtme, yuqori{1}}bosimli havosiz püskürtme), daldırma va boshqa jarayonlar bilan solishtirganda, uning afzalliklari ko'proq sezilarli va oson qo'llaniladi. Muayyan sanoat stsenariylari va ma'lumotlariga asoslangan quyidagi tushuntirish ushbu afzalliklarni ko'rsatadi:

I. Qoplamaning aniq va boshqariladigan bir xilligi va qalinligi - "izolyatsiya buzilishi" ning asosiy og'riq nuqtasini hal qilish
Batareya yorliqlari (alyuminiy/mis material, odatda kengligi 3-20 mm va qalinligi 0,1-0,3 mm) uchun teshiklari bo'lmagan, o'tkazib yuborilgan joylari yo'q va bir xil qalinlikdagi (odatda 5-50 mkm) izolyatsiyalovchi qoplamalar talab qilinadi. Bunga erishilmasa, yorliq va elektrolitlar orasidagi korroziya yoki musbat va manfiy elektrodlar orasidagi qisqa tutashuvlar xavfsizlikka xavf tug'dirishi mumkin.

Ultrasonik purkashning afzalliklari: Bir xil atomlashtirilgan zarracha o'lchami (1-50 mkm oralig'ida aniq nazorat qilinadi), tomchilar yorliq yuzasiga tushganda "tomchi agregatsiyasi" yo'q va qoplama qalinligi xatosi ±5% dan kam yoki unga teng (an'anaviy havo püskürtme uchun ±15% -20% bilan solishtirganda). "Aniq mahalliylashtirilgan püskürtme" ni qo'llab-quvvatlaydi, bu faqat yorliqlarning chekkalari va payvandlash joylari kabi muhim joylarni qoplash imkonini beradi, yorliqlarning o'tkazuvchan kontaktli yuzalarini (masalan, yorliqlar va elektrod plitalari orasidagi payvandlash nuqtalari) qoplamaydi, keyingi lazer bilan ishlov berish jarayoniga ehtiyojni yo'q qiladi.

Vaziyatni o'rganish: Quvvatli akkumulyator ishlab chiqaruvchisi alyuminiy yorliqlarni ishlab chiqarish uchun PVDF izolyatsion atala purkash usulidan foydalangan, qoplama qalinligi 15 ± 2 mkm. An'anaviy havo purkash tomchilarning notekis o'lchamiga olib keldi, bu esa yorliqlarning 30 foizida "haddan tashqari yupqa joylarni (<10μm)" or "localized areas of excessive thickness (>20 mkm)." Yupqaroq joylar elektrolitlarga botirilgandan keyin 3 oy ichida korroziyaga uchradi. Ultratovushli atomizatsiya püskürtmeye o'tgandan so'ng, qoplama qalinligi bir xilligi 15 ± 0,7 mkm gacha yaxshilandi, korroziyaning buzilishi darajasi 0,5% dan pastga tushdi va batareyaning ishlash muddati 1200 tsikldan 15000 tsiklgacha oshdi.

 

II. Kontakt boʻlmagan-purkash + past-zararli plyonka hosil boʻlishi – yorliq strukturasining yaxlitligini himoya qilish

Batareya yorliqlari nisbatan yupqa (ayniqsa, qalinligi 0,08 mm gacha bo'lishi mumkin bo'lgan sumkali batareyalarda). An'anaviy kontaktli qoplama usullari (masalan, rulonli qoplama) yoki yuqori{2}}bosimli purkash (havo oqimining ta'siri bosimi > 0,3MPa) osongina yorliqning deformatsiyasiga va burishishiga olib keladi, bu esa keyingi inkapsulyatsiya muhrlanishiga ta'sir qiladi. Bundan tashqari, yorliqlar yuzasidagi tirnalgan joylar kuchlanish kontsentratsiyasi nuqtalari bo'lib, batareyaning kengayishi va zaryadlash va zaryadsizlanishi paytida qisqarishi paytida yorilishga olib kelishi mumkin.

Ultrasonik purkashning afzalliklari: Atomizatsiya jarayoni ultratovush tebranishiga (yuqori{0}}bosimli havo oqimi ta'sirisiz) tayanadi va tomchilatib yuborish past-bosim tashuvchi gazdan (bosim < 0,05MPa) foydalanadi. Yorliqlarga ta'sir qilish kuchi an'anaviy havo purkashning atigi 1/10 qismini tashkil qiladi, bu esa yorliq deformatsiyasidan butunlay qochadi.

Püskürtme masofasi moslashuvchan tarzda sozlanishi (50-200 mm), yorliq yuzasi bilan yaqin aloqa qilish zaruratini yo'q qiladi va ko'krak va yorliq o'rtasida ishqalanish va chizish xavfini kamaytiradi.

O‘rganish misoli: Yumshoq mis yorliqlarni (0,1 mm qalinlikdagi) ishlab chiqaruvchi iste'molchi lityum batareyasi ishlab chiqaruvchisi an'anaviy rulonli qoplamadan foydalanganda kapsuladan keyin 8% deformatsiya tezligini va 3% oqish tezligini boshdan kechirdi. Ultrasonik atomizatsiya purkashga o'tgandan so'ng, yorliq deformatsiyasi darajasi 0,3% dan pastga tushdi, oqish darajasi 0,1% gacha nazorat qilindi va yorliq sirtining pürüzlülüğü Ra < 0,2 mikron (kapsula yopishtiruvchi biriktirish talablariga javob beradi).

 

III. Materiallardan yuqori foydalanish – Qimmatbaho metallar narxini pasaytirish/Yuqori{1}}Qimmatli pastalar Batareyani izolyatsiyalovchi qoplamalar odatda PVDF va PTFE kabi polimer pastalari yoki keramik kukunlari (masalan, alumina) o'z ichiga olgan kompozit pastalardan foydalanadi. Ba'zi yuqori{3}}ilovalarda kumush va nikel kabi qimmatbaho metallarni o'z ichiga olgan o'tkazuvchan izolyatsion kompozit pastalardan foydalaniladi, bu esa moddiy xarajatlarni oshiradi (masalan, PVDF pastasining narxi taxminan 500 RMB/kg).

Ultrasonik purkashning afzalliklari: Kuchli yo'nalishli atomizatsiyalangan tomchilar "uchuvchi tuman" ni yo'q qiladi, materialdan foydalanish darajasi 85% -95% ga etadi (an'anaviy havo püskürtme uchun atigi 30% -50% bilan solishtirganda, havo oqimi tufayli sezilarli moddiy isrof).

Oziqlantirish tezligi (0,1-10 ml/min) PLC tizimi orqali aniq boshqarilishi mumkin, bu turli yorliq kengliklari uchun qoplama talablariga moslashadi va "haddan tashqari qoplama" dan qochadi.

Vaziyatni o'rganish: Batareya ishlab chiqaruvchi kompaniya har yili 10 GVt / soat lityum batareyalar ishlab chiqaradi, bu taxminan 200 million alyuminiy yorliqlarni qoplashni talab qiladi. Har bir yorliq uchun 0,01 g izolyatsion bulamaç kerak (nazariy foydalanish). An'anaviy havo püskürtme har bir birlik uchun 0,02-0,03 g atala iste'mol qiladi, har yili jami 4-6 tonna, narxi 2-3 million RMB. Ultrasonik atomizatsiya püskürtmeye o'tgandan so'ng, haqiqiy atala iste'moli har bir birlik uchun atigi 0,011-0,013 g ni tashkil qiladi, har yili jami 2,2-2,6 tonnani tashkil etadi, bu esa xarajatlarni 1,1-1,3 million RMBgacha kamaytiradi, bu esa yillik xarajatlarni taxminan 1 million RMB tejash imkonini beradi.

 

IV. Past-haroratli plyonka hosil boʻlishi + Kuchli moslik – Issiqlikka sezgir/Maxsus izolyatsion materiallar uchun javob beradi
Ba'zi yuqori{0}}batareya yorliqlari issiqlikka sezgir izolyatsion materiallarni (masalan, elastomerlarni o'z ichiga olgan, haroratga chidamliligi 80 darajadan past yoki unga teng bo'lgan PVDF kompozit shlamlari) yoki korroziyali shlaklarni (ftorpolimer dispersiyasi kabi) talab qiladi. An'anaviy termal purkash (100 darajadan yuqori isitishni talab qiladi) materialning parchalanishiga olib kelishi mumkin va yuqori{4}}bosimli püskürtme nozullarning shilinib korroziyasi tufayli uskunaning ishdan chiqishiga moyil bo'ladi.

Ultrasonik püskürtme afzalliklari: Ultrasonik atomizatsiya faqat tebranish orqali issiqlik hosil qiladi, atomizatsiya zonasi harorati 50 darajadan kam yoki unga teng. Bu issiqlikka sezgir materiallarning elastikligi va izolyatsion xususiyatlarini saqlab qoladi,{2}}polimer zanjirining uzilishining oldini oladi.

 

Naychalar PTFE, keramika va Hastelloy kabi korroziyaga chidamli materiallardan- yasalishi mumkin va ftor yoki kuchsiz kislotalar va ishqorlarni o'z ichiga olgan korroziyali shlamlar bilan mos keladi, bu esa uskunaning korroziya xavfini yo'q qiladi.

Masalani o‘rganish: Qattiq holatdagi akkumulyator ishlab chiqaruvchi kompaniya polietereterketon (PEEK) (harorat qarshiligi 70 darajadan kam yoki unga teng) bo‘lgan elastik izolyatsion shlamdan foydalangan. An'anaviy termal püskürtme 120 gradusgacha qizdirilganda atala parchalanishiga olib keldi va qoplamaning izolyatsiyasi qarshiligini 10¹²Ō dan 10⁸Ō gacha pasaytirdi. Ultrasonik atomizatsiya purkashga o'tish (xona haroratida plyonka hosil bo'lishi) qoplamaning izolyatsiyasi qarshiligini 10¹²Ō darajasida ushlab turdi va elastik modul yorliqning egilishi talablariga javob berdi (1000 egilishdan keyin yorilish yo'q).