Литијум-јонске батерије се широко користе у различитим областима, као што су електрична возила, потрошачка електроника, складиштење енергије и ваздухопловство. Перформансе и квалитет литијум-јонских батерија зависе од материјала електрода и метода њихове обраде. Један од кључних процеса у производњи електрода је каландрирање, што је компресија електроде која је обложена паром ваљака на фолију колектора струје. Каландирање може побољшати густину, проводљивост, адхезију и механичку чврстоћу електроде, као и смањити дебљину и порозност. Међутим, каландрирање такође има неке недостатке, као што су пуцање, деламинација, нагомилавање напрезања и губитак капацитета. Због тога је важно оптимизовати параметре каландирања и одабрати одговарајућу опрему за различите типове електрода и спецификације.
A машина за каландрирање акумулаторских електрода(машина за ваљање)је уређај који се састоји од два или више ваљака који се ротирају у супротним смеровима и врше притисак на материјал који пролази кроз њих. Постоје различите врсте машина за каландрирање, као што су каландри са два, три ваљка, четири и више ваљака. Међу њима, двоваљни календар је најчешће коришћен за каландрирање електрода литијум-јонске батерије. Каландер са два ваљка има два цилиндрична ваљка са подесивим размаком и притиском. Фолија електроде се убацује у отвор и сабија помоћу ваљака. Дебљина и густина електроде се могу контролисати подешавањем размака и притиска.
Обим примене машине за каландирање са два ваљка за електроде литијум-јонских батерија зависи од неколико фактора, као што су материјал електроде, начин премаза, дебљина премаза, материјал ваљка, пречник ваљка, брзина ваљка и температура ваљка. Уопштено говорећи, машина за каландирање са два ваљка је погодна за електроде са умереном дебљином премаза (10-50 микрона), високом густином (1.5-2 г/цм3) и ниском порозношћу (30-40 процената). Материјал ваљка треба да буде тврд и гладак, као што је челик или хромирани челик. Пречник ваљка треба да буде довољно велик да се избегне превелики напон савијања на фолији електроде. Брзину ваљака треба ускладити са брзином увлачења како би се избегло клизање или кидање. Температуру ваљака треба одржавати на собној температури или мало вишој како би се избегло топлотно ширење или контракција електроде.
Принцип рада машине за каландирање са два ваљка за електроде литијум-јонских батерија заснива се на теорији еластично-пластичне деформације. Када електродна фолија уђе у размак између ваљака, прво се подвргава еластичној деформацији, што значи да може повратити свој првобитни облик након истовара. Како притисак расте, фолија електроде достиже тачку течења и подлеже пластичној деформацији, што значи да задржава извесну трајну деформацију након растерећења. Пластична деформација може смањити дебљину и повећати густину електроде. Међутим, ако је притисак превисок, може изазвати неповратно оштећење структуре и својстава електроде, као што су пуцање, раслојавање или губитак капацитета.
Функција опремеелектрода батеријемашина за каландирањеза електроде литијум-јонске батерије је побољшање перформанси и квалитета електрода оптимизацијом њихових физичких параметара. Коришћењем машине за каландирање са два ваљка може се постићи:
- Већа густина:Каландирање може повећати густину паковања честица активног материјала и смањити празнини између њих. Ово може побољшати проводљивост, капацитет и животни век електроде.
- Мања дебљина:Каландирањем се може смањити дебљина електроде и повећати њен специфични капацитет (капацитет по јединици површине). Ово може смањити тежину и запремину батерије и побољшати њену густину енергије.
- Боља адхезија:Каландирање може побољшати адхезију између слоја активног материјала и фолије за колектор струје, као и између различитих слојева електроде (као што су везиво, проводни адитив и сепаратор). Ово може побољшати механичку чврстоћу и стабилност електроде.
- Уједначена порозност:Каландирање може створити уједначену дистрибуцију пора у електроди, што може олакшати инфилтрацију електролита и транспорт јона. Ово може побољшати перформансе брзине и сигурност батерије.
