据了解,电池是一项诞生于200多年前的伟大发明,电池在当代,似乎比以往任何时候都更有意义,尤其是锂离子电池。锂离子电池作为实现减少温室气体排放的关键技术具有巨大潜力,其或将在未来十年为可持续发展和减缓气候变化做出巨大贡献。
电动汽车的日益普及也进一步推动市场对锂电池的大量需求。在锂电池的高成本的生产链中,采用R2R工艺加工电极极片(阴极和阳极)是生产链中最重要的工艺之一。在极片制造的主要业务中,马波斯的在线测量、检验和质量控制系统帮助企业解决生产中面临的诸多问题,助力其实现降本增效。
极片涂层厚度的测量
电极极片的制备是在金属极片上逐卷涂布浆料。金属箔要尽可能地薄,阴极极片只有20?μm(铝),阳极极片不到10?μm(铜)。极片表面的浆料涂布量取决于未来锂离子电池的要求。高能量电芯需要更厚的浆料涂布量以获得更高的比容量。这通常导致涂布后干极片厚度在30~200?μm之间。在LIB电极极片生产线中,涂布工艺之后紧接着是干燥工艺。
极片辊压的测量与检查
阴极和阳极极片经过干燥工艺后,为了增加电芯的能量密度,极片将进行辊压工艺。在辊压过程中,极片通过辊压机来压缩涂布的活性材料,从而减小涂布层厚度和孔隙率。其主要目的是减小极片体积,提高极片的体积密度,使极片表面平整。
过度辊压极片可能导致其孔隙率降低到电解质无法穿透其结构的水平。这里的质量控制要求与先前的涂层工艺非常相似。必须仔细控制最终电极极片厚度的偏差。此外,由于涂层工艺的不均匀性,还必须检查涂层脱落、损伤和针孔等缺陷。马波斯旗下STIL共聚焦技术是这一关键工艺中极片几何尺寸测量和检验的理想解决方案。
电极极片分切
分切是极片分离的过程,宽的极片被分切成几个较窄的极片。未分切的极片总长度可达2000?m,宽度大于1000?mm。由于阴极材料非常耐磨,极片通常是用陶瓷刀片分切的。几何测量数据是该工艺中的一个重要步骤,用于识别刀片或待分切极片的错误位置。极片边缘的切割质量和清洁度被视为主要的质量标准。分切后的极片宽度可根据产品设计而变化,在多数产品设计中介于60?mm和300?mm之间。