¿Cómo puede el recubrimiento por pulverización ultrasónico mejorar la fabricación de electrodos de batería?

Con el rápido desarrollo de vehículos de nueva energía, sistemas de almacenamiento de energía y productos electrónicos de consumo, la tecnología de fabricación de baterías impone exigencias cada vez mayores al rendimiento de los electrodos. La uniformidad, el control del espesor, la utilización del material y la calidad de la interfaz de los recubrimientos de los electrodos afectan directamente la densidad de energía, el ciclo de vida y la consistencia de la batería.

 

En los procesos tradicionales de fabricación de electrodos, el recubrimiento con cuchillas, el recubrimiento con rodillos y el recubrimiento con ranuras se utilizan ampliamente en la producción a gran-escala. Sin embargo, para recubrir electrodos de película delgada-, capas funcionales, investigaciones de laboratorio, nuevos materiales para baterías y sustratos complejos, la tecnología de pulverización por atomización ultrasónica está emergiendo como una importante solución de recubrimiento de precisión. La pulverización ultrasónica es particularmente adecuada para capas funcionales delgadas, formulaciones de contenido sólido bajo a medio, estructuras multicapa y desarrollo avanzado de materiales para baterías, pero no necesariamente reemplaza todos los procesos de recubrimiento tradicionales a gran-escala para electrodos gruesos con alto-contenido sólido-.

 

Principales aplicaciones de la pulverización por atomización ultrasónica en electrodos de baterías.

1. Pulverización de material de electrodo positivo
La pulverización por atomización ultrasónica se puede utilizar para depositar uniformemente materiales activos de electrodos positivos sobre la superficie de los colectores de corriente, como el papel de aluminio. Dependiendo del sistema de batería y la formulación del material, se puede utilizar para materiales relacionados con fosfato de hierro y litio (LFP), materiales de cátodos ternarios, dispersiones de negro de carbón conductor, nanomateriales de grafeno y carbono, aglutinantes y aditivos funcionales. Mediante múltiples pulverizaciones de capas finas-, se puede formar gradualmente el recubrimiento funcional deseado y se puede mejorar la uniformidad de la distribución del material en la superficie del sustrato.

2. Pulverización de material de electrodo negativo.
Para materiales a base de grafito,{0}}silicio y otros materiales anódicos novedosos, la pulverización ultrasónica se puede utilizar para la fabricación de electrodos experimentales y la deposición de capas funcionales superficiales. Particularmente en la investigación de nuevos ánodos de silicio-carbono, compuestos de grafeno y nanomateriales, la pulverización puede ayudar a lograr una deposición de materiales más flexible y un diseño de estructuras multicapa.

3. Recubrimientos funcionales sobre superficies de láminas de cobre y aluminio.
La lámina de cobre y la lámina de aluminio son materiales colectores de corriente comúnmente utilizados en baterías de litio. Los equipos de pulverización ultrasónica pueden depositar capas conductoras, revestimientos de material de carbono, capas promotoras de la adhesión, capas protectoras y capas de interfaz funcionales en sus superficies.

4. Revestimiento funcional para separador de baterías.
Además de pulverizar directamente materiales de electrodos, la pulverización por atomización ultrasónica también se puede aplicar a la funcionalización de separadores de baterías, como recubrimientos de partículas cerámicas, capas funcionales de polímeros, recubrimientos de óxido de grafeno, capas protectoras aislantes y capas de interfaz modificadas.

 

Principales ventajas de los equipos de pulverización por atomización ultrasónica.

1. Buena uniformidad del recubrimiento
La atomización ultrasónica puede formar pequeñas gotas, que luego se escanean y rocían utilizando una plataforma de movimiento de precisión, lo que permite que el material se cubra de manera más uniforme sobre la superficie del sustrato.

2. Permite un control preciso del espesor
El equipo puede ajustar el espesor del recubrimiento final controlando el caudal del líquido, la velocidad de pulverización, el número de pulverizaciones, la velocidad de movimiento de la boquilla, el espacio de pulverización y la temperatura del sustrato.

3. Reducir el desperdicio de material
Los materiales de las baterías, especialmente los nanomateriales, los novedosos materiales de electrolitos en estado sólido-y los materiales activos de alto-valor, suelen ser caros. La pulverización ultrasónica, mediante un suministro preciso de líquido y una pulverización direccional, puede depositar materiales en áreas designadas, lo que ayuda a reducir el consumo de material durante el proceso de investigación y desarrollo.

4. Adecuado para sustratos complejos
Además de las tradicionales láminas planas de cobre y aluminio, la pulverización ultrasónica tiene el potencial de aplicarse a estructuras porosas y superficies complejas.

 

¿Para qué tipos de baterías es adecuado?

La tecnología de pulverización por atomización ultrasónica se puede aplicar a la investigación y el desarrollo y al desarrollo de procesos en los siguientes campos:

• Batería de iones de litio-

• Baterías de estado sólido

• Batería de iones de sodio

• Baterías de metal de litio

• Electrodos relacionados con pilas de combustible

• Baterías flexibles

• Microbatería

• Baterías estructurales

• Investigación y desarrollo de nuevos materiales de almacenamiento de energía.

 

Valor de aplicación del equipo de pulverización ultrasónica RPS-SONIC en la industria de las baterías

El equipo de pulverización por atomización ultrasónica RPS-SONIC se puede configurar según los diferentes materiales de la batería y los requisitos del proceso. A través de boquillas ultrasónicas, sistemas de suministro de líquidos de precisión, plataformas de movimiento automático y sistemas de calefacción, puede lograr una pulverización automatizada y uniforme de los materiales de los electrodos.

 

El equipo se puede utilizar para:

• Pulverización de materiales de electrodos positivos para baterías.

• Pulverización de materiales de electrodos negativos para baterías.

• Recubrimiento de superficies de láminas de cobre y aluminio.

• Pulverización de materiales de carbono conductores.

• Recubrimiento de grafeno y nanomateriales de carbono

• Recubrimiento funcional de separadores de baterías

• Preparación de películas delgadas de baterías de estado sólido-

• Recubrimientos funcionales multicapa y degradados

• Pruebas a escala experimental y piloto-de nuevos materiales para baterías