涂布模头工作原理(「一致性」极片制造对锂电池性能一致性的影响——（涂布篇）)

Posted 2023-06-01

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涂布模头工作原理(「一致性」极片制造对锂电池性能一致性的影响——（涂布篇）)

在上一篇一致性的文章介绍中，写到了锂电池浆料的一致性是如何影响锂电池性能的，此篇文章则从涂布角度来讲其对锂电池性能一致性的影响。【一致性】极片制造对锂电池性能一致性的影响——（制浆篇）涂布工序分为三个板块，一是浆料上料系统，二是涂布系统，三是极片烘干系统。三位一体，需要每个系统都能维持稳定，才能保证极片的一致性。

浆料上料系统是将搅拌完成后的浆料转移到储料罐后，通过隔膜泵转移到过渡缸中，然后利用螺杆泵将浆料稳定输出通过过滤装置、除铁装置输送给涂布设备进行涂布。在浆料自动上料系统中需要注意的几个点是：防止储料罐中浆料的分层、过渡缸中浆料液位、螺杆泵的稳定性、过滤罐的堵塞要及时清理等。下图是某种自动上料系统的示意图，详细见参考文献。

锂电池浆料的涂布方式主要有逗号刮刀式、转移式、狭缝挤压式涂布。三种涂布方式各有其特点，刮刀式主要应用于实验室条件下，转移式涂布主要应用于3C电池的生产，狭缝式挤压涂布主要应用于动力电池。表征极片稳定性的参数主要是极片面密度、极片厚度以及粘结性。在涂布系统中，影响极片一致性的因素主要有涂布头制造精度、螺杆泵输送浆料稳定性、压缩气体稳定性、速度稳定性以及动态张力的控制等。

刮刀式

转移式

狭缝挤压式

极片烘干系统主要由数节不同温度分布的烘箱组成，目的是烘干极片。在烘干系统中需要注意的是烘干温度的设置，涂布过程中如果温度过高容易导致极片龟裂，温度低则极片不能完全干燥，都会造成电池局部极化不一致。此外还要注意防止粘结剂上浮的问题。

在涂布工序经常出现的问题是头厚尾薄、双侧厚边、点状暗斑、表面粗糙、露箔等缺陷。头尾厚度可以通过涂布阀或间歇阀的开关时间来调整，厚边问题可以从浆料性质、涂布间隙调整、浆料流速等方面改善，表面粗糙不平整有条纹等可以通过稳定箔材、降低速度、调整风刀角度等改善。

本文简述了涂布工序中影响极片一致性的一些因素，关于解决方案未多做赘述，相信了解涂布过程中遇到的问题并明白其原理后就能够对症下药，解决涂布问题，欢迎大家留言讨论。

参考文献：

[1] 锂电池制片工艺对电池一致性的影响

[2] 涂布机自动供料系统的设计方案