57、锂电池电极真空压力处理与通用柔性抓取的建模研究

锂电池电极真空压力处理与通用柔性抓取的建模研究

上半部分

1. 锂电池电极真空压力处理建模背景

在锂离子电池（LIB）的生产中，优化生产过程往往需要进行大量耗时的实验，成本高昂。为提高开发效率，建模方法应运而生。LIB由包含阴极和阳极（统称电极）的电化学电池组成，电池组装过程涉及电极的处理和运输，而这些操作的参数会影响电极和LIB的质量。基于真空吸力的粘附方式是一种温和且快速的电极处理和运输方法。本文旨在建模电极活性材料（AM）特性（如孔隙率）与真空吸力粘附参数（如压力和体积流量）之间的相互关系，从而实现对AM局部应力和损伤的建模。

2. 流体动力学电极模型的范围和动机

2.1 真空吸力处理和运输电极在电池生产中的相关性

在电池组装中，真空吸盘和区域抓取器是常用的粘附工具。真空吸盘成本相对较低且精度高，但存在AM磨损、电极片吸附和留下痕迹的风险。真空有效表面通过多个低压开口分散电极运动产生的负载，常见应用包括真空区域抓取器、真空偏转辊、真空牵引辊和真空传送带等。
| 工具类型 | 优点 | 缺点 |
| ---- | ---- | ---- |
| 真空吸盘 | 成本低、精度高 | AM磨损、电极片吸附、留痕风险 |
| 真空区域抓取器 | 高横向力吸收、高沉积精度，分散抓取力降低损伤风险 | - |
| 真空偏转辊 | 保持材料速度恒定，可用于连续电极处理 | - |
| 真空牵引辊 | 分离电极并提供粘附力 | - |
| 真空传送带 | 运输电极 | - |

2.2 早期电极处理和运输建模工作

以往在建模电极处