實際工藝過程中，涂布液的均勻性、穩(wěn)定性、邊緣和表面效應(yīng)受到涂布液的流變特性影響，從而直接決定涂層的質(zhì)量。采用理論分析、涂布實驗技術(shù)、流體力學(xué)有限元技術(shù)等研究手段可以進行涂布窗口的研究，涂布窗口就是可以進行穩(wěn)定涂布，得到均勻涂層的工藝操作范圍，其受到三類因素的影響：

（1）流體特性，如粘度μ、表面張力σ、密度ρ；

（2）擠壓模頭幾何參數(shù)，如涂布間距H，模頭狹縫尺寸w；

（3）涂布工藝參數(shù)，如涂布速度v，漿料送料流量Q等。

對于擠壓式涂布，在固定的流量下，存在一個涂布速度上限和一個涂布速度下限，介于涂布速度上下限之間的范圍即為涂布窗口。涂布窗口上限主要受到涂布液穩(wěn)定性的影響，如當(dāng)流量不足，或者涂布速度太快時，涂布液珠開始不穩(wěn)定，容易產(chǎn)生空氣滲入、橫向波等缺陷。涂布窗口下限發(fā)生時，如流量過大或者涂布速度過慢，流體無法及時被帶走，涂布液珠大量累積，容易形成水窒或者垂流。

而鋰離子動力電池極片涂布過程具有其自身的特點：雙面單層依次涂布，即使現(xiàn)在市場上出現(xiàn)的雙面涂布機也是兩面依次進行涂布的；漿料濕涂層較厚，一般為100~300μm；漿料為非牛頓型高粘度流體；相對于一般涂布產(chǎn)品而言，極片涂布精度要求高，和膠片涂布精度相近；涂布基材為厚度為6~30μm的鋁箔或銅箔。

一定流量的漿料從擠壓頭上料口進入模頭內(nèi)部型腔，并形成穩(wěn)定的壓力，漿料最后在模頭狹縫出口噴出，涂覆在箔材上，涂層經(jīng)過烘箱進行干燥。

，基本參數(shù)主要包括擠壓模頭到涂輥的間隙H、狹縫尺寸w、基材走帶速度v，上料流量Q、涂布濕厚h、以及涂層寬度B。狹縫擠壓涂布技術(shù)是一種先進的預(yù)計量涂布技術(shù)。涂布時，送入擠壓模頭的流體全部在基材上形成涂層，因而涂層濕厚h可以根據(jù)式（1）計算：

（1）

涂層干燥之后，漿料中溶劑去除，干涂層的面密度可由式（2）計算：

（2）

其中，N為漿料中固體物質(zhì)含量，ρ為漿料的密度，Scoat為涂層的面密度，將式（1）代入式（2）中，可得式（3）：

（3）

由式（3）可見，對于密度ρ和固含量N一定的某一特定漿料，給定上料速度Q、涂層寬度B、以及基材速度v時，可以精確預(yù)估涂層涂布量，而與漿料流體的流變特性無關(guān)。基于這一特性，涂布機可以提高自動化程度，實現(xiàn)智能化自動控制。根據(jù)式（2）可知，對于密度ρ和固含量N一定的某一特定漿料，涂層的濕厚與涂層面密度具有線性關(guān)系，在涂布生產(chǎn)線上安裝在線厚度檢測系統(tǒng)，實時檢測涂層的濕厚，同時將厚度信息反饋給涂布機，再對螺桿泵上料速度進行控制，從而調(diào)節(jié)涂布量。將漿料的密度ρ和固含量N等特性錄入系統(tǒng)中，涂布速度v確定后，根據(jù)式（3）可以對上料速度參數(shù)實現(xiàn)智能調(diào)節(jié)。

如圖2所示，涂布時在狹縫外流場的漿料流動過程中，由于基材移動使?jié){料沿著涂布方向流動，漿料內(nèi)部相對運動產(chǎn)生相互的剪切力作用，同時形成一個速度梯度，稱剪切速率。剪切應(yīng)力與剪切速率的比例系數(shù)即為漿料的剪切粘度。鋰離子負極漿料屬于具有剪切稀釋現(xiàn)象的非牛頓流體，粘度隨著剪切速率的增加而降低。實際涂布工藝中，剪切速率γ可由式（4）估算：

（4）

其中，v為涂布速度，取值為0.15m/s；H為模頭與涂輥的間距，取值200×10-6m時，則γ=750s-1。涂布時，假定剪切速率基本不發(fā)生變化，鋰離子漿料是剪切稀釋的非牛頓流體，粘度μ滿足指數(shù)粘彈性規(guī)律，即可由式（5）表達：

（5）

其中，k為常數(shù)系數(shù)，n為指數(shù)因子，文獻[7]報道，對于鋰離子負極漿料，k=59.4Pa·sn，n=0.37。在涂布工藝條件的剪切速率下，鋰離子負極漿料粘度μ約為1Pa·s。