工業用加熱ローラープレスがフィルム品質に与える影響とは？ドライ共圧プロセスを最適化する

工業用加熱ローラープレスによる主な効果は、フィルムの均一性と構造的完全性の著しい向上です。ローラーの温度（例：120℃）を精密に制御することにより、装置はポリマーバインダーに熱可塑性変形を誘発し、粒子再配列をスムーズにし、薄化プロセス中の欠陥を防ぎます。

加熱圧延は、ポリマーバインダーの弾性率を下げることで、機械的圧縮プロセスをレオロジープロセスに変換します。これにより、カソード層と電解質層が同時に均一に伸長することが保証され、ひび割れや厚さのばらつきのリスクが効果的に排除されます。

バインダー変形の物理学

作用する根本的なメカニズムは、ポリマーバインダーの弾性率の低下です。

バインダーが制御された熱にさらされると、剛性状態からより柔軟な状態に移行します。

弾性率が低下すると、バインダーは熱可塑性変形を起こしやすくなります。

これにより、材料は力に抵抗するのではなく、圧力下で流れ、伸びることができます。

この熱軟化がない場合、バインダーは硬いままになり、高圧圧延中にフィルムが脆性破壊を起こしやすくなります。

加熱押出プロセスは、材料を平坦化するだけでなく、再編成します。

熱は、マトリックス内の活性材料と固体電解質粒子の移動を促進します。

この移動の自由度により、粒子が凝集するのではなく均一に分布することが保証され、これは一貫した電気化学的性能に不可欠です。

ドライ共圧における重要な課題は、異なる層が同じ速度で薄化することを保証することです。

加熱ローラープレスは、カソード層と電解質層の均一な伸長を可能にします。

これらの層の変形率を一致させることにより、プロセスは凝集した界面を維持し、剥離を防ぎます。

ローラー温度が最適なレベル（例：120℃）に維持されない場合、バインダーは必要な可塑性を達成できません。

弾性率を低下させることに失敗すると、スムーズに伸長するには硬すぎる材料になります。

このプロセスにおける主なトレードオフは、処理速度/単純さとフィルム品質の間です。

正確な加熱段階をスキップすると、必然的にひび割れや厚さの不均一性が生じます。

これらの欠陥はフィルムの構造的完全性を損ない、最終的なバッテリーセルの即時故障または寿命の低下につながる可能性があります。

ドライ共圧プロセスを最適化するには、温度パラメータを特定の品質目標に合わせて調整してください。

バインダーの熱力学をマスターすることが、高品質で欠陥のないドライフィルムを製造する鍵となります。

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Dong Ju Lee, Zheng Chen. Robust interface and reduced operation pressure enabled by co-rolling dry-process for stable all-solid-state batteries. DOI: 10.1038/s41467-025-59363-4

この記事は、以下の技術情報にも基づいています Kintek Press ナレッジベース .