Što je odabir metoda premazivanja?

Što je odabir metoda premazivanja?

Postoje mnoge metode premazivanja. Metode premazivanja uranjanjem uključuju premazivanje uranjanjem, premazivanje valjkom, premazivanje oštricom i žičanom-namotanom šipkom, itd. Unaprijed postavljene metode premazivanja uključuju premazivanje kliznim slojem, premazivanje-matricom, premazivanje ekstruzijom i premazivanje zavjesom, itd. Već smo detaljno raspravljali o nekoliko metoda premazivanja gore. U nastavku ukratko predstavljamo ostale metode premazivanja.

Premazivanje uranjanjem je metoda premazivanja u kojoj se mreža kontinuirano uranja u i izvlači iz spremnika gnojnice, a višak gnojnice teče natrag u spremnik, kao što je prikazano na slici 5-89. Premazivanje uranjanjem obično je dvostrano premazivanje, tako da je smjer izvlačenja trake općenito okomit na površinu tekućine kako bi se osiguralo da je debljina premaza na obje strane trake dosljedna. Obično debljina premaza ovisi o viskoznosti, gustoći, brzini linije i kutu izvlačenja. Debljina premaza kaše na površini trake postaje deblja kako se viskoznost kaše i brzina premazivanja povećavaju. Naravno, premazivanje uranjanjem također je prikladno za povremeni rad složenih izradaka, ali kada je stopa isparavanja otapala velika, bit će protoka.

Fig 5-89 Dip Coating Method

Premazivanje oštricom je metoda premazivanja koja koristi oštricu za smanjenje debljine premaza kaše na valjku ili traci za premazivanje na određenu debljinu, kao što je prikazano na slici 5-90. Među njima, debljina premaza i težina premaza zračnog-noža ovise o zračnom{3}}tlaku noža i brzini zračnog mlaza, a posebno je prikladan za premazivanje nisko-viskoznosti ili srednje-nisko-nisko-viskoznosti-mulja na bazi vode-. Pri korištenju mulja na bazi organskih otapala treba paziti da se izbjegne stvaranje eksplozivnih smjesa od velikih količina zraka i zapaljivih para otapala.

Fig 5-90 Blade Coating

Premazivanje zavjesom je metoda premazivanja u kojoj se kaša istiskuje iz proreza i pada izravno na pokretnu mrežu u obliku tekuće zavjese. Pripada metodi premazivanja unaprijed postavljene količine, kao što je prikazano na slici 5-91. Budući da je udaljenost između usne matrice za ekstruziju i mreže velika i na zastoru nema mjehurića zraka, ima izvanredne prednosti u uklanjanju nedostataka kao što su niti i ogrebotine. Zbog veće kinetičke energije zastora, pomaže stabilizirati meniskus, pa se može postići veća brzina nanošenja. Brzina linije može doseći više od 100 m/min i sve se više primjenjuje u visokopreciznim rješenjima za premazivanje baterija.

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

Premazivanje-namotane šipke je metoda premazivanja koja koristi-namotanu mjernu šipku za ravnomjerno premazivanje tekućine na meku mrežu, kao što je prikazano na slici 5-92. Žičana-namotana šipka izrađena je čvrstim namotavanjem polirane žice od nehrđajućeg čelika oko jezgrene šipke. Žičana-namotana šipka naziva se i šipka za oblaganje ili klizna šipka. Kada je žica za namotavanje vrlo tanka, točnost debljine premaza može doseći unutar nekoliko mikrona. Budući da tekućina niske-viskoznosti lako teče po namotanoj metalnoj žici, prikladna je za premazivanje tekućina niske viskoznosti. Korištenjem posebnih šipki za oblaganje, viskoznost premaza može biti relativno visoka, a debljina premaza može doseći 225 μm. Brzina oblaganja šipke općenito je ograničena na 304 m/min.

Odabir metode premazivanja sustavan je projekt s mnogo čimbenika koje treba uzeti u obzir. Sljedeći su glavni čimbenici koje treba uzeti u obzir pri odabiru metode premazivanja:

Većina metoda premazivanja prikladna je za nanošenje jednog po jednog sloja, a drugi sloj se nanosi nakon što se prethodni sloj osuši. Neke metode mogu premazati više slojeva u isto vrijeme, kao što je slajd premaz, koji može premazati najmanje 9 slojeva istovremeno u boji film premaza. Glava za nanošenje premaza za zavjese je glava za nanošenje klizača, a sloj premaza također teče prema dolje na rubu, tako da se može izvršiti i višeslojno premazivanje. Premazivanje -matricom i ekstruzijom obično izvodi jedno-slojno premazivanje, ali također može imati dva ili tri ekstruzijska utora za višeslojno premazivanje koje proizvođači litij-ionskih baterija široko zahtijevaju.

Premaz-namotane žice prikladan je za-tankoslojno premazivanje; ekstruzijsko premazivanje, premazivanje obrnutim valjkom i premazivanje zavjesama prikladni su za debele premaze, koji mogu doseći 400–750 μm. Općenito govoreći, što je premaz tanji, to je veća težina premaza. Treba napomenuti da je ovdje spomenuta debljina mokrog premaza, a razlika između suhog i mokrog premaza je vrlo velika.

Viskoznost i viskoelastičnost su fizikalne veličine koje odražavaju reološka svojstva. Svaka metoda premazivanja ima određeni raspon prikladne viskoznosti i brzine smicanja. Viskoznost kaše najbolje je odabrati prema viskoznosti izmjerenoj brzinom smicanja premaza, jer se viskoznost mijenja s brzinom smicanja. Za formulaciju suspenzije litijskih baterija koju osiguravaju vodeći dobavljači materijala za litij-ionske baterije, precizna kontrola viskoznosti postala je ključni faktor u stabilnosti procesa. Međutim, u procesu nanošenja unaprijed zadane količine, brzina smicanja kojoj je kaša obično izložena je previsoka, tako da je teško postići tako visoku brzinu smicanja s trenutnim instrumentima, tako da je procjena viskoznosti gruba, a na kraju će prevagnuti eksperimentalni rezultati. Iako je viskoelastičnost vrlo važna, teško ju je predvidjeti. Određena viskoelastičnost pomaže u poboljšanju rada određenih premaza, ali visoka viskoelastičnost može uzrokovati odgođene defekte povlačenja.

Precizno premazivanje -matricom, klizno premazivanje i zavjesno premazivanje imaju veću preciznost premazivanja, dok preciznost drugih metoda premazivanja ovisi o svojstvima tekućine, geometriji valjka, brzini rotacije i drugim čimbenicima. Svaka metoda premazivanja ima širok raspon premazivanja, koji ovisi o strukturi i načinu rada uređaja za premazivanje. Samo vrlo finim optimiziranjem opreme za premazivanje elektroda baterije mogu se postići dobri rezultati premazivanja.

Mreža može biti ne{0}}propusna ili propusna. Za propusnu mrežu, pore se mogu zatvoriti prije premazivanja. Također je potrebno uzeti u obzir hrapavost i površinsku napetost na mreži. Površinska napetost kaše mora biti niža od napetosti mreže.

Brzina nanošenja premaza povezana je s učinkovitošću proizvodnje. Kada je moguće, što je veća brzina nanošenja premaza, to bolje. Sve metode premazivanja imaju ograničenja brzine premazivanja, ali neke su metode bolje-za veliku brzinu premazivanja. Nanošenje zastora zahtijeva minimalnu brzinu protoka kako bi se osiguralo da se zastor ne pokida, tako da se premazivanje velikom-brzinom ne može izvesti kada je sloj tanak. Kod nanošenja premaza, kada je sloj premaza vrlo tanak, sloj premaza će biti nestabilan. Veća brzina i deblji sloj premaza pomažu u izbjegavanju nestabilnosti premaza. Slično, glatka i ne-propusna mreža može se premazivati većom brzinom. Brzina nanošenja premaza također je povezana s duljinom dijela sušenja. Što je duži dio sušenja, to je povoljnije povećati brzinu sušenja.

Metode premazivanja i njihovi primjenjivi rasponi prikazani su u tablici 5-6.

Kategorija	Metoda premazivanja	Brzina smicanja /s⁻¹	Viskoznost /Pa·s	Mokra debljina /μm	Preciznost premaza /%	Najveća brzina /(m/min)	Utjecaj hrapavosti mreže
Niveliranje	Niveliranje	0.01-0.10	-	-	-	-	-
	Zračni nož	-	0.005-0.5	2-40	5	500	visoko
	Premaz -žičane šipke	-	0.02-1	5-50	10	250	visoko
Jednoslojni	Premaz oštrice	1000-10000	0.5-40	1-30	-	1500	visoko
		20-40000
	Premaz obrnutim valjkom	100-10000	0.1-50	5-400	5	300	Lagano
		1000-100000
	Premaz-matrične matrice	3000-100000	0.005-20	15-250	2	400	Lagano
	Premaz ekstruzijom	-	50-5000	15-750	5	700	-
Višeslojni	Slajd premaz	1000-10000	0.005-0.5	15-250	2	300	Lagano
		3000-12000
	Premaz za zavjese	1000-10000	0.005-0.5	2-500	2	300	Lagano

Metode premazivanja ploča elektroda za litij-ionske baterije prvenstveno su premazivanje valjkom i ekstruzijom. Premazivanje obrnutim valjkom zahtijeva veću brzinu smicanja, prikladno je za kašu s malo većom viskoznošću, dobiva deblji sloj premaza i dobru kvalitetu premaza i trenutno je najčešće korištena metoda premazivanja za litij-ionske baterije. Premazivanje ekstruzijom predstavlja relativno naprednu tehnologiju premazivanja u industriji. Određeni pritisak se primjenjuje na kašu tijekom oblaganja, što se može koristiti za oblaganje kaše veće viskoznosti. Dobivena ploča elektroda ima veću preciznost i veliku brzinu nanošenja premaza. Uz kontinuirani razvoj tehnologije litijskih baterija i sve veću potražnju proizvođača litij-ionskih baterija za većom gustoćom energije i konzistencijom, ekstruzijsko premazivanje, podržano---suvremenom-opremom za premazivanje baterijskih elektroda i visoko-preciznim rješenjima za premazivanje baterija, sve će se više koristiti u proizvodnim linijama sljedeće-generacije.