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鋰銅復合帶壓延工藝優(yōu)化及質量控制研究?-上海鋰銅復合帶壓延機
隨著電動自行車、新能源電動車以及數(shù)碼電子器件領域的飛速發(fā)展，鋰電池的應用愈發(fā)普遍。鋰電池依靠鋰離子在正負極之間的嵌入和脫出實現(xiàn)能量的存儲和釋放，其性能優(yōu)劣直接影響著相關設備的使用效果。在眾多鋰電池負極材料中，具有高比容量的金屬鋰逐漸成為極具前景的選擇，而鋰銅復合材料的出現(xiàn)，更是為改善鋰電池性能提供了新的途徑。鋰銅復合帶的制備工藝中，壓延工藝占據(jù)著關鍵地位，對其進行優(yōu)化以及實施有效的質量控制，對于提升鋰銅復合帶的質量，進而推動鋰電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展意義重大。
當前，制備鋰銅復合帶的技術方案主要有機械復合制備以及物理的氣相沉積制備等方法。其中，機械復合制備因工藝簡單、成本低廉而廣受青睞。然而，在實際操作過程中，該方法暴露出諸多問題。金屬鋰和銅箔的結合力較差，若軋制壓力過小，鋰銅復合帶結合不牢固，容易出現(xiàn)脫落現(xiàn)象；若軋制壓力過大，金屬鋰和銅箔又會形成褶皺和裂紋。此外，傳統(tǒng)工藝在生產(chǎn)寬幅較大的鋰銅復合帶時也面臨挑戰(zhàn)，難以滿足大尺寸電池的生產(chǎn)需求。
為解決這些問題，需對壓延工藝進行優(yōu)化。在設備方面，可對軋輥結構進行改進。例如，設計一種軋輥，在其軋制面上開設沿自身軸向布置的凹槽，凹槽開口與軋輥軸線相背。采用這種軋輥結構軋制鋰銅復合帶時，能使銅箔帶材上形成輥壓段和非輥壓段交替布置的結構，輥壓段由軋制面軋制形成，非輥壓段與凹槽開口適配。如此一來，在復合鋰箔段時，鋰箔段位于輥壓段，非輥壓段可作為極耳。這種設計既解決了極耳處褶皺大的問題，又能滿足大尺寸電池對寬幅鋰銅復合帶的需求，且工藝流程簡單，加工成本低，還避免了安裝離型劑涂覆裝置等復雜操作。
在工藝參數(shù)調整上，要精確控制軋制壓力、溫度以及軋輥速度比等參數(shù)。以制備第1基材-鋰復合帶和鋰-第二基材復合帶為例，軋制壓力可控制在0.5-5t，兩軋輥速度比為1-10，軋制溫度為-20℃～100℃；在制備第1基材-鋰-銅箔-鋰-第二基材復合帶時，軋制壓力為0.1-2t，兩軋輥速度比為1，軋制溫度為-20℃～100℃。同時，對鋰帶進行預處理也至關重要。先利用壓延輥組將鋰帶進行壓延減薄，可降低鋰帶在與銅箔復合時因受壓而產(chǎn)生變形的可能性。在壓延過程中，可通過在上壓延輥和下壓延輥之間設置保護膜，避免鋰帶粘附上壓延輥或下壓延輥。并且，在壓延后于鋰帶上復一層牽引膜，以降低鋰帶粘附后續(xù)復合輥組的情況，從而使鋰帶與銅箔能夠更好地復合。
質量控制是確保鋰銅復合帶質量的重要環(huán)節(jié)。從原材料質量控制來看，要嚴格把控金屬鋰和銅箔的質量。對金屬鋰，需檢測其純度、硬度、延展性等指標；對銅箔，要關注其厚度均勻性、表面粗糙度、導電性等參數(shù)。只有原材料質量達標，才能為后續(xù)生產(chǎn)出高質量的鋰銅復合帶奠定基礎。在生產(chǎn)過程中，要建立實時監(jiān)測系統(tǒng)，對軋制壓力、溫度、速度等關鍵工藝參數(shù)進行實時監(jiān)控。一旦參數(shù)出現(xiàn)異常波動，立即進行調整，防止因參數(shù)偏差導致產(chǎn)品質量問題。同時，對生產(chǎn)出的鋰銅復合帶要進行嚴格的質量檢測，包括結合力測試、厚度檢測、外觀檢查等。結合力測試可采用剝離試驗等方法，檢測鋰銅復合帶中鋰與銅箔之間的結合牢固程度；厚度檢測可使用高精度的測厚儀，確保產(chǎn)品厚度符合標準；外觀檢查則主要查看產(chǎn)品表面是否有褶皺、裂紋、氣泡等缺陷。
米開羅那（上海）工業(yè)智能科技股份有限公司在鋰能電池設備研制領域表現(xiàn)良好。公司成功引進擁有經(jīng)驗豐富的前沿經(jīng)驗的團隊，團隊帶來了豐富的設計、研發(fā)資源及生產(chǎn)經(jīng)驗。依托其二十多年的行業(yè)深耕與技術沉淀，米開羅那與國內(nèi)重點院校實驗室深度合作，致力于為各類固態(tài)電池、鋰金屬電池產(chǎn)品中小試線、鋰金屬材料制備及大型生產(chǎn)線提供全流程智能裝備解決方案。米開羅那的技術和資源優(yōu)勢，有望為鋰銅復合帶壓延工藝的進一步優(yōu)化以及質量控制提供更先進的設備和技術支持，推動鋰銅復合帶在鋰電池領域的應用邁向新的臺階。通過不斷優(yōu)化壓延工藝和加強質量控制，以及借助像米開羅那這樣的企業(yè)的力量，鋰銅復合帶將在提升鋰電池性能方面發(fā)揮更大的作用，助力新能源產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)更好的發(fā)展。
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