Dalam beberapa tahun terakhir, seiring pesatnya perkembangan industri energi baru dan terus berkembangnya industri elektronik presisi, termasuk elektroda baterai lithium-ion, elektroda sel bahan bakar hidrogen, sel surya fleksibel, lapisan optik berbagai layar datar, papan sirkuit cetak fleksibel, dsb., persyaratan yang semakin tinggi diajukan untuk teknologi pelapisan dan proses pelapisan, dan bidang penerapan teknologi pelapisan presisi pun terus berkembang.
Peralatan pelapis
Kemajuan teknis peralatan pelapisan terutama memeriksa empat aspek: teknologi pelapisan, teknologi tegangan, teknologi koreksi deviasi, dan teknologi pengeringan.
Teknologi pelapisan:Perlu memenuhi persyaratan produksi dengan ketebalan yang berbeda. Sekarang ketebalan aluminium foil baterai litium positif telah setipis 6-8 mikron, dan ketebalan tembaga foil baterai litium negatif telah setipis 4.5-6 mikron. Lapisan diafragma hanya beberapa mikron, dan lapisan graphene bahkan lebih tipis. Ketebalan yang berbeda juga memerlukan metode pelapisan yang berbeda untuk dikembangkan bagi pelanggan guna memastikan bahwa ketebalan lapisan bubur dikontrol di bawah 2 mikron.
Teknologi ketegangan:Saat jaring bergerak sepanjang arah pelapisan, tegangan tidak dapat dihindari dan mengakibatkan kurangnya konsistensi pada kualitas pelapisan. Oleh karena itu, penting untuk memastikan bahwa setiap bagian jalur lembaran memiliki kontrol tegangan yang baik selama pengoperasian.
Teknologi koreksi:Karena panjang peralatan pelapisan biasanya puluhan meter, penyimpangan posisi akan terjadi selama pengoperasian jalur lembaran. Untuk memastikan bahwa film tembaga, film aluminium atau diafragma yang sangat tipis dapat berjalan dengan lancar dan efektif pada jalur lembaran dan mencapai pelapisan presisi, bentuk penggerak yang berbeda perlu dipilih dengan sistem kontrol responsif untuk koreksi.
Teknologi pengeringan:Kendala kecepatan produksi pelapisan terletak pada pengeringan. Cara yang paling langsung adalah dengan memperpanjang bellow, tetapi akan meningkatkan biaya dan ruang. Setelah penguatan, perlu juga untuk meningkatkan koreksi deviasi dan kontrol tegangan. Untuk lebih meningkatkan efisiensi pengeringan, perlu untuk meningkatkan kontrol medan angin, kontrol medan suhu, dan bentuk tata letak, dan mencoba untuk mengurangi panjang bellow sambil memastikan kecepatan pelapisan.
Faktor-faktor yang mempengaruhi kualitas pelapisan
Ada banyak faktor yang mempengaruhi kualitas pelapisan, termasuk orang, mesin, bahan, metode, dan lingkungan, tetapi faktor dasarnya adalah beberapa kondisi yang terkait langsung dengan proses pelapisan: substrat pelapis, perekat, rol baja pelapis/rol karet dan mesin laminasi, dll.
1) Pelapis substrat:terutama material, karakteristik permukaan, ketebalan dan keseragaman, dll.
2) Perekat:terutama viskositas kerjanya, afinitas dan adhesi ke permukaan substrat, dll.
3) Rol baja pelapis:Ini adalah pembawa langsung perekat dan referensi pendukung substrat pelapis dan rol karet, sehingga merupakan inti dari seluruh mekanisme pelapisan. Toleransi geometris, kekakuan, kualitas keseimbangan dinamis dan statis, kualitas permukaan, keseragaman suhu, dan kondisi deformasi termal semuanya memengaruhi keseragaman pelapisan.
4) Rol karet pelapis:Rol karet merupakan variabel penting dalam kualitas pelapisan. Materialnya (seperti umur lapisan karet), kekerasan, toleransi geometri, kekakuan, kualitas keseimbangan dinamis dan statis, kualitas permukaan, kondisi deformasi termal, dll. juga memengaruhi keseragaman pelapisan.
5) Mesin komposit:Ini adalah platform dasar pelapisan. Selain akurasi dan sensitivitas rol baja pelapis dan mekanisme pengepres rol karet, ini juga mencakup kecepatan desain maksimum dan stabilitas keseluruhan mesin.
Faktor-faktor yang memengaruhi keseragaman pelapisan pada arah horizontal dan vertikal berbeda, sehingga langkah-langkah pengendaliannya pun berbeda pula. Dalam penerapannya, hal ini terkait dengan desain dan pembuatan mesin, serta pengendalian operasi dan proses.
Pemilihan proses pelapisan
Proses pelapisan pengikis koma:Cocok untuk lem dengan viskositas tinggi, lapisan lebih tebal, permukaan lapisan halus, ketebalan lapisan (lem basah) 20~450μm, viskositas lem 1000~50000cps. Sebagian besar digunakan dalam film pelindung, pita fungsional, lapisan multifungsi, dll.
Gambar: prinsip pengoperasian pelapisan pengikis koma
Proses pelapisan gravure:Pelapisan gravure memiliki pengukuran yang tepat, pengoperasian yang sederhana, permukaan pelapisan yang halus, kecepatan pelapisan yang cepat, ketebalan pelapisan (lem basah) 10~25μm, dan viskositas lem 10~2000cps.
Gambar: Prinsip operasi proses pelapisan gravure
Proses pelapisan celah:Prinsip kerjanya adalah cairan pelapis diperas dan disemprotkan di sepanjang celah cetakan pelapis di bawah tekanan dan laju aliran tertentu dan dipindahkan ke substrat. Dibandingkan dengan metode pelapisan lainnya, ia memiliki karakteristik kecepatan pelapisan yang cepat, presisi tinggi, dan ketebalan basah yang seragam; sistem pelapisan tertutup, yang dapat mencegah polutan masuk selama proses pelapisan, tingkat pemanfaatan bubur yang tinggi, dapat menjaga stabilitas sifat bubur, dan dapat melakukan pelapisan multi-lapis pada saat yang bersamaan.
Dalam gambar: Pelapisan lembaran
Dalam gambar: Pelapisan gorden
Proses pelapisan ekstrusi:Pelapisan ekstrusi adalah proses di mana cairan diekstrusi melalui kepala pelapis dengan saluran aliran khusus dan dilapisi pada substrat yang bergerak. Berdasarkan jarak antara kepala pelapis dan substrat serta bentuk cairan yang terbentuk antara kepala pelapis dan substrat, pelapisan ini dibagi menjadi pelapisan slot dan pelapisan ekstrusi, seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini.
Perbedaan utama antara keduanya adalah apakah cairan membasahi bibir. Yang pertama membasahi bibir, sedangkan yang kedua tidak. Proses pelapisan baterai lithium-ion menggunakan pelapisan ekstrusi celah (solt coating).
Pengenalan prinsip pelapisan ekstrusi celah: Diagram skema dua dimensi distribusi aliran pelapisan ekstrusi celah adalah sebagai berikut:
Faktor-faktor yang menentukan kualitas pelapisan terutama meliputi: celah antara kepala pelapis dan sabuk dasar, laju aliran, kecepatan substrat, struktur kepala pelapis, karakteristik cairan, dll.