圖7 輥壓工藝的設(shè)備/材料-工藝-微觀結(jié)構(gòu)模型的范圍和步驟。 圖8顯示了機(jī)/料-工藝過(guò)程-微觀結(jié)構(gòu)模型中軋輥位移的變化行為。以下參數(shù)對(duì)位移行為有重要影響:1)軸承布置,取決于輥壓機(jī)型號(hào);2)涂層厚度(涂層類(lèi)型);3)輥溫;4)孔隙率和壓實(shí)率。 圖8 機(jī)/料-工藝過(guò)程-微觀結(jié)構(gòu)模型中上壓輥的垂直位移的變化行為。 位移包括輥的彎曲撓度引起的水平位移和壓實(shí)過(guò)程垂直位移。垂直位移和孔隙率(壓縮率)有直接關(guān)系,設(shè)定的孔隙率增加(在圖中顯示為“+”),即壓縮率率減?。ㄓ谩皑C”表示)時(shí),垂直位移降低(“–”)。當(dāng)升高輥溫度時(shí),垂直位移減小。但是,較低的溫度范圍內(nèi)升高(從RT到40°C),垂直位移的降低值比高溫度范圍(從40到90°C)的降低值更大。然而,輥壓溫度對(duì)于低壓實(shí)率可以忽略不計(jì)。根據(jù)不同的輥壓機(jī)型號(hào),對(duì)于更高的軸承剛度χ,垂直位移明顯減小,彎輥系統(tǒng)是有利的。與涂層厚度(涂層類(lèi)型)的關(guān)系如下:隨著涂層厚度的減小,垂直位移也隨之減小。輥速度(1、5和10 m/min)對(duì)位移沒(méi)有影響。 圖9 機(jī)/料-工藝過(guò)程-微觀結(jié)構(gòu)模型中電極結(jié)合強(qiáng)度變化規(guī)律。 圖9中顯示了結(jié)合強(qiáng)度和以下參數(shù)之間的相互關(guān)系:1)孔隙率和壓實(shí)率;2)涂層厚度(涂層類(lèi)型的應(yīng)用);3)粘合劑含量;4)輥溫;5)軋輥直徑。 3、結(jié)論針對(duì)輥壓機(jī)的機(jī)器行為(軋輥位移)和NMC622正極的結(jié)構(gòu)特性,建立了機(jī)/料-工藝過(guò)程-微觀結(jié)構(gòu)模型。通過(guò)DOE實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以關(guān)聯(lián)工藝過(guò)程和電極結(jié)構(gòu)參數(shù)。在研究過(guò)程中,分析了不同的壓延機(jī)模型以及具有單面和雙面涂層的陰極。機(jī)/料-工藝過(guò)程-微觀結(jié)構(gòu)模型揭示了軸承剛度(取決于輥壓機(jī)類(lèi)型),涂層厚度,輥溫度和孔隙率/壓縮率之間的直接關(guān)系。輥壓速度在1.0至10 m/min之間對(duì)輥壓機(jī)2的位移沒(méi)有影響。此外,輥溫度的相對(duì)升高與垂直位移和線負(fù)載之間存在間接關(guān)系。關(guān)于結(jié)合強(qiáng)度的分析模型表明降低孔隙率/增加壓實(shí)率,降低涂層厚度,增加粘合劑含量,增加輥溫度和增加輥直徑的有利于結(jié)合強(qiáng)度增加。這些結(jié)果擴(kuò)展了現(xiàn)有技術(shù)水平,有助于深入了解輥壓過(guò)程。另外,利用提出的模型可指導(dǎo)獲得滿足所需要求的電極。參考文獻(xiàn)Schreiner D , Oguntke M , Till Günther, et al. Modelling of the Calendering Process of NMC2 Cathodes in Battery Production Analyzing Machine/Material㏄rocess㏒tructure Correlations[J]. Energy Technology, 2019, 7(11).