對(duì)于鋰電池廠家來(lái)說(shuō)，鋰電池的生產(chǎn)可是一門工藝。鋰電池的應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越廣，市場(chǎng)需求不斷增大，因此，許多鋰電池廠家也就如雨后春筍一般涌現(xiàn)出來(lái)，很多都沒(méi)有掌握“核心科技”。

　　鋰電池在生產(chǎn)過(guò)程中，極片生產(chǎn)完成后，采用卷繞或者疊片方式將正、負(fù)極極片和隔膜組裝制造形成基本的電芯。隨后，一般會(huì)對(duì)電芯進(jìn)行熱壓整形。敲黑板了！下面簡(jiǎn)單介紹一下鋰電池極片涂布工藝，好好看，好好學(xué)。

　　鋰電池是一類由鋰金屬或鋰合金為負(fù)極材料、使用非水電解質(zhì)溶液的電池。由于鋰金屬的化學(xué)特性非常活潑，使得鋰金屬的加工、保存、使用，對(duì)環(huán)境要求非常高?，F(xiàn)在鋰電池已經(jīng)成為了主流。那么它的制造過(guò)程備受關(guān)注。鋰電池的生產(chǎn)制造，是由一個(gè)個(gè)工藝步驟嚴(yán)密聯(lián)絡(luò)起來(lái)的過(guò)程。整體來(lái)說(shuō)，鋰電池的生產(chǎn)包括極片制造工藝、電池組裝工藝以及最后的注液、預(yù)充、化成、老化工藝。

　　鋰電池極片涂布工藝：

　　一、涂布的意義

　　漿料涂覆是繼制備漿料完成后的下一道工序，此工序主要目的是將穩(wěn)定性好、粘度好、流動(dòng)性好的漿料均勻地涂覆在正負(fù)極集流體上。極片涂布對(duì)鋰電池具有重要的意義，主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：

　　1.對(duì)成品電池容量具有重要意義

　　在涂布過(guò)程中，若極片前、中、后三段位置正負(fù)極漿料涂層厚度不一致，則容易引起電池容量過(guò)低、過(guò)高，更易在電池循環(huán)過(guò)程中形成析鋰，影響電池壽命。

　　2.對(duì)電池的安全性和性能有重要意義

　　涂布之前要做好5S工作，確保涂布過(guò)程中沒(méi)有顆粒、雜物、粉塵等混入極片中，如果混入雜物會(huì)引起電池內(nèi)部微短路，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致電池起火爆炸。電池廠比較忌諱的是一批電池中，容量差異、循環(huán)壽命差異較大，所以在極片涂布過(guò)程中要保證極片前后參數(shù)一致。

　　3.對(duì)電池壽命有重要意義

　　漿料涂覆前后差異大、極片混入粉塵、極片左右厚度不均勻等等，都關(guān)系到電池電化學(xué)性能的優(yōu)劣。

　　二、涂布工藝對(duì)鋰電池性能的影響

　　極片涂布一般是指將攪拌均勻的漿料均勻地涂覆在集流體上，并將漿料中的有機(jī)溶劑進(jìn)行烘干的一種工藝。涂布的效果對(duì)電池容量、內(nèi)阻、循環(huán)壽命以及安全性有重要影響，保證極片均勻涂布。涂布方式的選擇和控制參數(shù)對(duì)鋰離子電池性能的有重要影響，主要表現(xiàn)在：

　　1.涂布干燥溫度控制：若涂布時(shí)干燥溫度過(guò)低，則不能保證極片完全干燥，若溫度過(guò)高，則可能因?yàn)闃O片內(nèi)部的有機(jī)溶劑蒸發(fā)太快，極片表面涂層出現(xiàn)龜裂、脫落等現(xiàn)象；

　　2.涂布面密度：若涂布面密度太小，則電池容量可能達(dá)不到標(biāo)稱容量，若涂布面密度太大，則容易造成配料浪費(fèi)，嚴(yán)重時(shí)如果出現(xiàn)正極容量過(guò)量，由于鋰的析出形成鋰枝晶刺穿電池隔膜發(fā)生短路，引發(fā)安全隱患；

　　3.涂布尺寸大?。和坎汲叽邕^(guò)小或者過(guò)大可能導(dǎo)致電池內(nèi)部正極不能完全被負(fù)極包住，在充電過(guò)程中，鋰離子從正極嵌出來(lái)，移動(dòng)到?jīng)]有被負(fù)極完全包住的電解液中，正極實(shí)際容量不能高效發(fā)揮，嚴(yán)重的時(shí)候，在電池內(nèi)部會(huì)形成鋰枝晶，容易刺穿隔膜導(dǎo)致電池內(nèi)部電路；

　　4.涂布厚度：涂布厚度太薄或者太厚會(huì)對(duì)后續(xù)的極片軋制工藝產(chǎn)生影響，不能保證電池極片的性能一致性。

　　另外極片涂布對(duì)電池的安全性有重要意義。涂布之前要做好5S工作，確保涂布過(guò)程中沒(méi)有顆粒、雜物、粉塵等混入極片中，如果混入雜物會(huì)引起電池內(nèi)部微短路，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致電池起火爆炸。

　　三、涂布的方式

　　據(jù)了解，涂布設(shè)備主要由收放卷單元、供料單元、張力控制系統(tǒng)、涂布機(jī)頭、烘箱等部分組成。涂布可以分為轉(zhuǎn)移式涂布和擠出式涂布兩種。

　　1.轉(zhuǎn)移式涂布

　　涂輥轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)漿料，通過(guò)調(diào)整刮刀間隙來(lái)調(diào)節(jié)漿料轉(zhuǎn)移量，并利用背輥或涂輥的轉(zhuǎn)動(dòng)將漿料轉(zhuǎn)移到基材上，按工藝要求，控制涂布層的厚度以達(dá)到重量要求，同時(shí)，通過(guò)干燥加熱除去平鋪于基材上的漿料中的溶劑，使固體物質(zhì)很好地粘結(jié)于基材上。其優(yōu)點(diǎn)是對(duì)漿料粘度要求不高，容易調(diào)節(jié)涂布參數(shù)，無(wú)堵料等，不足之處在對(duì)于動(dòng)力電池來(lái)說(shuō)涂布精度較差，無(wú)法保證極片的一致性。漿料在輥間暴露于空氣中，對(duì)漿料的性質(zhì)有部分影響。

　　2.擠出式涂布

　　上料系統(tǒng)將涂料輸送給螺桿泵，再將漿料動(dòng)力輸送至擠出頭中，通過(guò)擠出形式將漿料制成液膜后涂布至移動(dòng)的集流體上，經(jīng)過(guò)干燥后形成質(zhì)地均一的涂層，如圖所示。其優(yōu)點(diǎn)是涂膜后極片非常均勻且精度高，涂層邊緣平整度高，密閉操作系統(tǒng)，不受異物影響，適合量產(chǎn)。其不足之處在于設(shè)備精度要求高，維護(hù)保養(yǎng)要求高，漿料粘度范圍要求高，變換規(guī)格時(shí)需要更換新的墊片。

　　四、涂布中注意的問(wèn)題

　　1.點(diǎn)狀缺陷

　　涂布過(guò)程中，漿料內(nèi)部氣泡噴涂在極片上，經(jīng)過(guò)烘箱烘干時(shí)，氣泡破裂，在極片上形成白色圓斑。此處活物質(zhì)涂層較薄，在電池充放電過(guò)程中也最易造成微短路。極片中有異物存在時(shí)，顆粒周圍涂膜處是低表面張力區(qū)域，液膜向周圍呈發(fā)射狀遷移，形成點(diǎn)狀缺陷。防止出現(xiàn)此類缺陷的手段主要有：控制操作環(huán)境、優(yōu)化漿料攪拌、控制涂布速度、保證基材干凈。

　　2.厚邊缺陷

　　極片在輥壓過(guò)程中，厚邊承受更大的壓力，不僅造成極片在橫向密度上不同，也會(huì)造成厚邊處活物質(zhì)顆粒被碾碎。存在厚邊缺陷的極片經(jīng)過(guò)壓制后，會(huì)出現(xiàn)較嚴(yán)重的翹曲現(xiàn)象，對(duì)后續(xù)的分切、卷繞過(guò)程中也會(huì)有很大的影響。厚邊處活物質(zhì)顆粒被碾碎后，在充放電過(guò)程中鋰離子和電子的傳輸路徑變遠(yuǎn)，則會(huì)導(dǎo)致電池內(nèi)阻增大極化加深，會(huì)影響電池的使用壽命和安全。

　　鋰電池極片涂布工藝主要目的是將穩(wěn)定性好、粘度好、流動(dòng)性好的漿料均勻地涂覆在正負(fù)極集流體上。極片涂布對(duì)鋰離子電池的容量、一致性、安全性等的具有重要的意義。但是由于它的均勻性的控制有非常大的難度，只有極少鋰電池廠家能處理好。而當(dāng)生產(chǎn)批量（即涂布長(zhǎng)度）增加時(shí)，這可能成為更大的難點(diǎn)或挑戰(zhàn)。

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