Fluent仿真技术在锂电池工艺制造过程中的应用案例

8月前浏览5049

案例一：极片涂布仿真

涂布工序在极片工序中相当重要，涂布质量严重影响电池极片质量（面密度）以及后续工序。通过涂布仿真可以优化涂布垫片结构设计，缩短验证时间、降低垫片开发费用和浆料使用成本；也可以优化涂布工艺参数选择，建立涂布数字化模型，缩短涂布工艺爬产时间。目前我们已掌握涂布仿真各个技术难点，构建了涂布内/外流场非牛顿流体浆料的多相流模型，可以在微米层级上精确地体现涂布浆料的湿膜厚度分布，精度误差在8%以内。目前已经多次用于工艺涂布问题解决分析，起到了很好的虚拟验证作用。

案例二：激光焊接动态热仿真

仿真原因：调试阶段，出现正负极终焊焊印烫伤转接片背部PP塑胶的情况，正极较为严重，负极塑胶边缘缩化。

仿真测试：需测量焊接时的转接片背部温升，测量融化后的塑胶厚度计算缩化量。

仿真PP下边界增加茶胶间隙下的仿真结果最高温为294℃，高温区域大部分为264-240℃温度范围，和实测245.7℃温度结果非常接近，表明仿真模型符合实际，可以用于下一步方案预测。

模拟过程：

Fluent可以成功模拟焊接过程中动态热源的的变化过程，获得此工况下结构内部的温度场瞬态变化。后续可用于结构热应力及变形的分析。

案例三：辊压烘箱动网格热仿真

当前的锂电池极片涂布生产工艺，主要采用的是湿法涂布方式，湿法涂布工艺中，是将正极或负极材料涂布在正极或负极集流体表面后，经过烘干贴合在一起，而烘干工序的主要设备为烘箱，对极片的生产效率和涂层的质量起到了至关重要的作用，同时烘箱也是能耗消耗最高的锂电池生产设备之一，并且在湿法涂布中，nmp溶剂的应用虽然对正负极材料带来利好，但同时也带来了需要把控安全和集中回收等问题。