Customcells向Dürr购买电池涂布系统

时间:2021-10-12 18:39来源:电池联盟 作者:Snow
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  据外网消息,由保时捷和Customcells合资创建的企业Cellforce已向机械设备制造商Dürr订购了一套高性能电池电极涂布系统,并将用于Cellforce计划中的电池工厂。

  根据供货方的说法,这套系统将采用一种特殊工艺,使电极两侧同时涂布,大大提高生产效率和产品质量。在涂布领域,Dürr是这项技术为数不多的供应商之一。


  虽然电池工厂的最终选址尚未做出决定——但它将在巴登-沃尔滕堡建成——但时间表已经明确:根据Dürr的说法,该工艺将从2022年开始用于高性能电池的原型开发,并从2024年开始用于批量生产。


  Dürr AG副首席执行官兼集团汽车和涂布业务负责人Jochen Weyrauch表示:“与Cellforce的合作突出了我们产品系列的吸引力。我们拥有高效的技术,作为系统供应商,我们可以实施完整的涂布生产线。”。“我们将尽一切努力为Cellforce提供最佳支持,以开发和生产高能量密度的高性能电池。”


  双面电极涂层技术最初由美国Megtec公司开发,Dürr于2018年收购并注册成立。据该公司称,“几家知名电池和汽车制造商”已经在使用该工艺。


  据制造商称,双面涂层旨在加快生产过程,提高精度和质量,从而更好地使用材料。Dürr还提供排气净化和回收99%以上所用溶剂的设备。


  鉴于汽车制造商宣布的电池项目,Dürr希望获得更多订单。Weyrauch说:“为了加速向可持续电动汽车的转变,必须扩大电池的生产能力。这就是为什么将对新工厂进行进一步的大规模投资。”。“凭借我们完整的涂布工艺系列,我们在这方面处于有利地位。”


  电池涂布技术

  电池按照生产制造流程可以划分为前中后三段,前段工序中尤以涂布设备的成本最高。涂布是将制成的浆料均匀涂覆在金属箔的表面,烘干,分别制成正、负极极片。锂离子电池主要由正极材料、负极材料、电解质和隔膜构成,电池正极通常是涂覆了正极活性物质(如三元材料、磷酸铁锂)的铝箔,电池负极是涂覆了石墨材料的铜箔。由于锂离子电池的要求较高,对金属箔片、活性物质和涂覆环境有特殊的要求。
 

  涂布的主要目的是将稳定性好、粘度好、流动性好的浆料,均匀地涂覆在正负极表面上。其对锂电池的重要意义主要体现在一致性、循环寿命、安全性三方面。在涂布过程中,若极片前、中、后三段位置正负极浆料涂层厚度不一致,或者极片前后参数不一致,则容易引起电池容量过低或过高,且可能在电池循环过程中形成析锂,影响电池寿命。涂布过程要严格确保没有颗粒、杂物、粉尘等混入极片中,如果混入杂物会引起电池内部微短路,严重时导致电池起火爆炸。因此为使中段的卷绕工艺能尽可能粗细均匀、紧密,要求正负极的涂布误差尽可能小,涂布机的先进程度会直接影响电池化学性能的优劣,以及最终产品的良品率(电池厂家通常要求在99%以上)。
 

  涂布机是前段工序的核心设备。涂布机经历了三种结构类型的演化,依次是刮刀式、转移式、狭缝挤压式涂布。刮刀式主要应用于实验室条件下;转移式涂布主要应用于3C电池的生产;狭缝式挤压涂布主要应用于动力电池,近几年该类型由于动力电池生产需求的爆发而快速增加。挤压涂布技术作为这三种中最先进的技术,可以用于较高粘度流体涂布,获得较高精度的涂层。
 

  将涂布机的结构分拆来看,涂布头的设计对涂布精度有极为重要的影响,这类高精度控制的核心零部件尚需要进口。涂布机当前的国产化率较高,达到70%-80%以上,但高端产品的涂布头仍主要有国外提供,如龙头新嘉拓的涂布头曾主要由松下提供。
 

  涂布机设备的技术先进程度主要考察四个方面:涂布技术,张力技术,纠偏技术,干燥技术。涂布技术需要满足不同厚度的生产要求,现在正极锂电铝箔厚度已经薄至6-8微米,负极锂电铜箔厚度已经薄至4.5-6微米,隔膜涂布也只有几个微米,石墨烯涂布甚至更薄,不同的厚度还需要针对客户开发不同的涂布方法,保证对浆料的涂布厚度精度控制在2微米以下。张力技术,由于幅材沿着涂布方向运动不可避免地出现张力不均匀状态,导致涂布质量缺乏一致性,因此需要确保片路运行过程中各段均有良好的张力控制。纠偏技术,由于涂布设备长度多在数十米,片路运行过程中会出现位置偏差,为了保证无论是铜膜铝膜还是很薄的隔膜都能在片路上平稳有效地运行,并实现精密涂布,需要选用不同的驱动形式配合响应的控制系统来纠偏。干燥技术,涂布生产的速度瓶颈在于烘干干燥,最直接的手段是加长风箱,但会带来成本和占地增加,加强之后还需要增强纠偏和张力控制,要想进一步改善干燥效率就需要改进风场的控制,温度场的控制,布局形式,尽量在保证涂布速度的情况下减小风箱长度。


  涂布效率是领先企业进一步比拼技术实力的重要标准。当前领先的涂布机设备在保证上述技术的前提下,主攻提升涂布效率,主要的手段包括提升涂布机运行速度和涂布宽度,领先企业的涂布速度能达到120m/min,涂布宽幅达1400mm。
 

(责任编辑:子蕊)
文章标签: 电池 涂布
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