Ce este selectarea metodelor de acoperire?

Ce este selectarea metodelor de acoperire?

Există multe metode de acoperire. Metodele de acoperire prin scufundare includ acoperirea prin scufundare, acoperirea cu rulou, acoperirea cu lame și acoperirea cu tije înfăşurate cu sârmă-, etc. Metodele de acoperire cu cantitate prestabilită includ acoperirea cu glisare, acoperirea cu fantă-, acoperirea prin extrudare și acoperirea cu perdea etc. Am discutat deja câteva metode de acoperire în detaliu mai sus. Mai jos vă prezentăm pe scurt celelalte metode de acoperire.

Acoperirea prin scufundare este o metodă de acoperire în care banda este scufundată și scoasă în mod continuu din rezervorul de nămol, iar nămolul în exces curge înapoi în rezervor, așa cum se arată în Figura 5-89. Acoperirea prin scufundare este, de obicei, acoperire cu două fețe, astfel încât direcția de tragere a benzii este în general perpendiculară pe suprafața lichidului pentru a se asigura că grosimea stratului de acoperire pe ambele părți ale benzii este consecventă. De obicei, grosimea acoperirii depinde de vâscozitate, densitate, viteza liniei și unghiul de extragere. Grosimea stratului de acoperire a nămolului de pe suprafața benzii devine mai groasă pe măsură ce crește vâscozitatea șlamului și viteza de acoperire. Desigur, acoperirea prin scufundare este potrivită și pentru funcționarea intermitentă a pieselor complexe de prelucrat, dar atunci când rata de volatilizare a solventului este rapidă, va exista flux.

Fig 5-89 Dip Coating Method

Acoperirea cu lamă este o metodă de acoperire care utilizează o lamă pentru a reduce grosimea stratului de acoperire de pe rola de acoperire sau pe bandă la grosimea specificată, așa cum se arată în Figura 5-90. Printre acestea, grosimea stratului de acoperire și greutatea stratului de acoperire cu aer-cuțit depind de presiunea-cuțitului de aer și de viteza jetului de aer și este potrivită în special pentru acoperirea nămolurilor pe bază de apă cu vâscozitate {-scăzută sau medie-scăzută{-scăzută{-. Atunci când se utilizează suspensii pe bază de solvenți organici, trebuie avută grijă pentru a evita formarea amestecurilor explozive din cantități mari de aer și vapori de solvenți inflamabili.

Fig 5-90 Blade Coating

Acoperirea cu perdea este o metodă de acoperire în care suspensia este extrudată dintr-o fantă și cade direct pe banda rulantă sub forma unei perdele lichide. Acesta aparține metodei de acoperire cu cantitate prestabilită, așa cum se arată în Figura 5-91. Deoarece distanța dintre buza matriței de extrudare și bandă este mare și nu există nicio bule de aer pe perdea, aceasta are avantaje remarcabile în eliminarea defectelor, cum ar fi strângerea și zgârieturile. Datorită energiei cinetice mai mari a perdelei, ajută la stabilizarea meniscului, astfel încât se poate obține o viteză mai mare de acoperire. Viteza liniei poate atinge mai mult de 100 m/min și este din ce în ce mai mult adoptată în soluțiile de acoperire a bateriei de înaltă precizie.

Figure 5-91 Falling curtain coating; Figure 5-92 Wire rod coating

Acoperirea cu tije-sârmă înfăşurată este o metodă de acoperire care utilizează o tijă de dozare-sârmă înfăşurată pentru a acoperi uniform lichidul pe o bandă moale, după cum se arată în Figura 5-92. Tija-înfăşurată este realizată prin înfăşurarea strânsă a unui fir de oţel inoxidabil lustruit în jurul unui miez. Tija-înfăşurată se mai numeşte şi tijă de acoperire sau tijă. Când firul de înfășurare este foarte subțire, precizia grosimii acoperirii poate ajunge la câțiva microni. Deoarece lichidul cu-vâscozitate scăzută curge cu ușurință pe firul metalic înfăşurat, este potrivit pentru acoperirea lichidelor cu vâscozitate scăzută. Folosind tije speciale de acoperire, vâscozitatea acoperirii poate fi relativ mare, iar grosimea acoperirii poate ajunge la 225 μm. Viteza de acoperire a tijei este în general limitată la 304 m/min.

Selectarea metodei de acoperire este un proiect sistematic cu mulți factori de luat în considerare. Următorii sunt principalii factori care ar trebui luați în considerare atunci când alegeți o metodă de acoperire:

Majoritatea metodelor de acoperire sunt potrivite pentru acoperirea câte un strat, iar un alt strat este acoperit după ce stratul anterior este uscat. Unele metode pot acoperi mai multe straturi în același timp, cum ar fi acoperirea cu diapozitiv, care poate acoperi cel puțin 9 straturi simultan în acoperirea cu film color. Capul de acoperire al acoperirii perdelei este capul de acoperire cu glisare, iar stratul de acoperire curge, de asemenea, în jos pe margine, astfel încât acoperirea cu mai multe straturi poate fi efectuată. Acoperirea cu fante-moare și acoperirea prin extrudare efectuează, de obicei, acoperirea cu un singur-strat, dar pot avea și două sau trei fante de extrudare pentru acoperirea multistrat solicitată pe scară largă de către producătorii de baterii cu litiu-ion.

Acoperirea cu tije-înfăşurate cu sârmă este potrivită pentru acoperirea în-strat subţire; acoperirea prin extrudare, acoperirea cu rolă inversă și acoperirea cu perdea sunt potrivite pentru acoperirea groasă, care poate ajunge la 400-750 μm. În general, cu cât acoperirea este mai subțire, cu atât este mai mare dificultatea acoperirii. Trebuie remarcat faptul că grosimea menționată aici este grosimea acoperirii umede, iar diferența dintre acoperirea uscată și acoperirea umedă este foarte mare.

Vâscozitatea și vâscoelasticitatea sunt mărimi fizice care reflectă proprietăți reologice. Fiecare metodă de acoperire are un anumit interval de vâscozitate și viteză de forfecare adecvate. Vâscozitatea suspensiei este cel mai bine selectată în funcție de viscozitatea măsurată la viteza de forfecare a acoperirii, deoarece vâscozitatea se modifică odată cu viteza de forfecare. Pentru formularea de șlam pentru baterii cu litiu furnizată de furnizorii de top de materiale pentru baterii cu litiu-ion, controlul precis al vâscozității a devenit un factor cheie în stabilitatea procesului. Cu toate acestea, în procesul de acoperire a cantității prestabilite, viteza de forfecare la care este supusă de obicei suspensia este prea mare, astfel încât este dificil să se obțină o astfel de rată de forfecare mare cu instrumentele curente, astfel încât estimarea vâscozității este aproximativă și, în final, rezultatele experimentale vor prevala. Deși vâscoelasticitatea este foarte importantă, este dificil de prezis. O anumită vâscoelasticitate ajută la îmbunătățirea funcționării anumitor acoperiri, dar vâscoelasticitatea ridicată poate provoca defecte de tragere întârziate.

Acoperirea cu fantă de precizie-acoperirea matriței, acoperirea cu glisare și acoperirea cu perdea au o precizie mai mare de acoperire, în timp ce precizia altor metode de acoperire depinde de proprietățile fluidului, geometria rolei, viteza de rotație și alți factori. Fiecare metodă de acoperire are o gamă largă de acoperire, care depinde de structura și modul de funcționare al dispozitivului de acoperire. Numai prin optimizarea foarte fină a echipamentului de acoperire a electrozilor bateriei se pot obține rezultate bune de acoperire.

Web-ul poate fi ne-permeabil sau permeabil. Pentru o bandă permeabilă, porii pot fi sigilați înainte de acoperire. De asemenea, este necesar să se ia în considerare rugozitatea și tensiunea superficială pe bandă. Tensiunea superficială a suspensiei trebuie să fie mai mică decât cea a benzii.

Viteza de acoperire este legată de eficiența producției. Când este posibil, cu cât viteza de acoperire este mai mare, cu atât mai bine. Toate metodele de acoperire au limite de viteză de acoperire, dar unele metode sunt mai bune la acoperirea cu viteză mare-. Acoperirea perdelei necesită un debit minim pentru a se asigura că perdeaua nu se rupe, astfel încât acoperirea cu viteză mare-nu poate fi efectuată atunci când stratul este subțire. La acoperirea cu alunecare, atunci când stratul de acoperire este foarte subțire, stratul de acoperire va fi instabil. Viteza mai mare și stratul de acoperire mai gros ajută la evitarea instabilității acoperirii. În mod similar, țesătura netedă și ne-permeabilă poate fi acoperită la viteză mai mare. Viteza de acoperire este, de asemenea, legată de lungimea secțiunii de uscare. Cu cât secțiunea de uscare este mai lungă, cu atât este mai favorabilă creșterea ratei de uscare.

Metodele de acoperire și intervalele lor aplicabile sunt prezentate în Tabelul 5-6.

Categorie	Metoda de acoperire	Viteza de forfecare /s⁻¹	Vâscozitate /Pa·s	Grosimea umedă /μm	Precizia acoperirii /%	Viteza maxima /(m/min)	Influența rugozității benzii
Nivelare	Nivelare	0.01-0.10	-	-	-	-	-
	Cuțit de aer	-	0.005-0.5	2-40	5	500	Ridicat
	Acoperire-tijă înfăşurată	-	0.02-1	5-50	10	250	Ridicat
Un singur strat	Acoperirea lamei	1000-10000	0.5-40	1-30	-	1500	Ridicat
		20-40000
	Acoperire cu rolă inversă	100-10000	0.1-50	5-400	5	300	Uşor
		1000-100000
	Acoperire-matriță	3000-100000	0.005-20	15-250	2	400	Uşor
	Acoperire prin extrudare	-	50-5000	15-750	5	700	-
Multistrat	Acoperire cu glisare	1000-10000	0.005-0.5	15-250	2	300	Uşor
		3000-12000
	Acoperire cu perdea	1000-10000	0.005-0.5	2-500	2	300	Uşor

Metodele de acoperire pentru foile cu electrozi pentru baterii cu litiu-ion sunt în primul rând acoperirea cu rolă și acoperirea prin extrudare. Acoperirea cu rolă inversă necesită o rată de forfecare mai mare, este potrivită pentru șlam cu vâscozitate puțin mai mare, obține o peliculă de acoperire mai groasă și o calitate bună a acoperirii și este în prezent cea mai frecvent utilizată metodă de acoperire pentru bateriile cu litiu-ion. Acoperirea prin extrudare reprezintă o tehnologie de acoperire relativ avansată în industrie. O anumită presiune este aplicată nămolului în timpul acoperirii, care poate fi utilizată pentru acoperirea nămolului cu vâscozitate mai mare. Foaia de electrod obținută are o precizie mai mare și o viteză rapidă de acoperire. Odată cu dezvoltarea continuă a tehnologiei bateriilor cu litiu și creșterea cererii din partea producătorilor de baterii cu litiu-ion pentru o densitate și o consistență mai ridicată a energiei, acoperirea prin extrudare, susținută de echipamente de ultimă generație de acoperire cu electrozi a bateriei și soluții de acoperire a bateriilor de-înaltă precizie, va fi utilizată mai pe scară largă în liniile de producție{12} de generația următoare.