解析鋰電池極片的生產(chǎn)工藝
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-11-07 06:48
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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)鋰電池包具有重要的意義，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。
三、涂布中注意的問(wèn)題
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。
