在鋰離子電池制造領(lǐng)域，涂布工藝是決定電池性能和質(zhì)量的關(guān)鍵步驟之一。涂布工藝的精確度直接影響到電池的容量、循環(huán)壽命以及安全性。隨著鋰離子電池技術(shù)的不斷進(jìn)步，對(duì)涂布工藝的要求也日益嚴(yán)格。本文將深入探討鋰離子電池涂布工藝的特殊要求，包括涂布層數(shù)、涂層厚度、漿料黏度、涂布精度、片幅情況、涂布速度等多個(gè)方面，以及如何根據(jù)這些要求選擇合適的涂布方法。通過(guò)對(duì)涂布工藝的全面分析，美能光子灣旨在為鋰離子電池制造商提供科學(xué)的指導(dǎo)，以優(yōu)化生產(chǎn)流程，提升產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力。

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不同涂布技術(shù)

涂布工藝是將液體涂層均勻涂覆在基材（如鋁箔或銅箔）上的過(guò)程，研究重點(diǎn)在于流體的物理特性。經(jīng)過(guò)烘干或固化后，這些液體形成特定功能的膜層。在鋰電池的生產(chǎn)中，這一工藝主要用于制造正負(fù)極材料。

涂布的方法有很多，浸涂涂布方法有浸涂、輥涂、刮刀涂和纏線棒涂布等方法，預(yù)定量涂布有坡流、條縫、擠壓和幕簾涂布等方法。

鋰離子電池涂布工藝的多種方法示意圖

涂布方法及其適用范圍

不同的鋰離子電池可能使用不同類型的正負(fù)極材料，如磷酸鐵鋰（LFP）、鈷酸鋰（LCO）、錳酸鋰（LMO）或鎳鈷錳酸鋰（NCM），這些材料的物理和化學(xué)特性會(huì)影響涂布工藝的參數(shù)，如粘度、涂布速度和干燥溫度等參數(shù)。

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涂布方法的選擇

涂布工藝是將液體涂層均勻涂覆在基材（如鋁箔或銅箔）上的過(guò)程，研究重點(diǎn)在于流體的物理特性。經(jīng)過(guò)烘干或固化后，這些液體形成特定功能的膜層。在鋰電池的生產(chǎn)中，這一工藝主要用于制造正負(fù)極材料。

涂布工藝方法選擇是個(gè)系統(tǒng)工程，需要考慮的因素很多，下面介紹選擇涂布方法時(shí)應(yīng)該考慮的主要因素:

Part.01

涂布層數(shù)

大多數(shù)涂布方法適合一次涂布一層，在一層干燥以后再涂另一層。有些方法可以同時(shí)涂布多層，如坡流涂布，在彩色膠片涂布時(shí)可以至少同時(shí)涂布9層。落簾涂布的涂布頭就是坡流涂布頭，在邊緣流下涂層，也可進(jìn)行多層涂布。條縫涂布和擠壓涂布通常進(jìn)行單層涂布，但是也可以有兩三條擠出縫隙，進(jìn)行多層涂布。

Part.02

涂層厚度

纏線棒涂布適合薄層涂布；擠壓涂布、逆轉(zhuǎn)輥涂布和落簾涂布適合厚涂層涂布，可以達(dá)到400~750um。一般來(lái)講越是薄涂層，涂布難度越大。需要注意的是這里提及的厚度是濕涂層厚度，干涂層和濕涂層的厚度差別很大。

Part.03

漿料黏度

黏度和黏彈性是反映流變性質(zhì)的物理量。每一種涂布方法適應(yīng)的黏度和剪切速率都有一定范圍。漿料黏度最好按照涂布剪切速率下測(cè)定的黏度去選擇，因?yàn)?strong>黏度隨剪切速率而發(fā)生變化。但是在預(yù)定量涂布過(guò)程中，通常漿料受到的剪切速率過(guò)大，以至于用目前儀器難以達(dá)到如此高的剪切速率，所以進(jìn)行的黏度估算也都是粗略的，最后還是要以實(shí)驗(yàn)結(jié)果為準(zhǔn)。黏彈性雖然很重要但很難預(yù)測(cè)，有一些黏彈性有助于改善某些涂布的運(yùn)行狀況，但是高黏彈性卻會(huì)引起豎道等缺點(diǎn)。

Part.04

涂布精度鋰離子電池隔膜

精密條縫涂布、坡流涂布和落簾涂布等方式的涂布精度較高，其他涂布方法的精度則取決于流體性質(zhì)、滾筒幾何形狀以及轉(zhuǎn)動(dòng)速度等因素。任何涂布方法都有一個(gè)較寬的涂布范圍，取決于涂布裝置的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行方式，只有非常精細(xì)地使系統(tǒng)最佳化才能得到良好的涂布效果。

Part.05

片幅情況

片幅可以為非滲透性的，也可以是滲透性的。對(duì)于滲透性的片幅可以將孔封閉后涂布。同樣還要考慮在片幅上的粗糙度和表面張力。漿料表面張力要低于片幅。

Part.06

涂布速度

涂布速度涉及生產(chǎn)效率，在可能情況下涂布速度越快越好。所有涂布方法都有涂布速度限制，但是有些方法在高速涂布更好。

落簾涂布需要有一個(gè)最小流量，以保證落簾本身形狀，在薄層涂布時(shí)就不能進(jìn)行高速涂布。

坡流涂布時(shí)，當(dāng)涂層很薄時(shí)會(huì)產(chǎn)生涂層不穩(wěn)定，較高的車速、涂層較有助于避免涂層不穩(wěn)定。同樣，光滑、非滲透性片幅可以進(jìn)行更高車速涂布。當(dāng)然涂布速度還跟干燥區(qū)段長(zhǎng)短有關(guān)，干燥區(qū)段越長(zhǎng)，則越有利于提高干燥速率。

鋰離子電池對(duì)涂布精度的要求較高，涂布厚度的控制對(duì)電池性能有重要影響。涂布過(guò)程中的張力控制、自動(dòng)糾偏、涂布速度和干燥溫度等都會(huì)影響涂布精度。未來(lái)，隨著新技術(shù)的涌現(xiàn)和新工藝的實(shí)施，鋰離子電池的涂布工藝將更加精細(xì)化、自動(dòng)化，從而滿足更廣泛的應(yīng)用需求。美能光子灣期待鋰離子電池行業(yè)在涂布工藝上的持續(xù)進(jìn)步，為全球能源轉(zhuǎn)型和可持續(xù)發(fā)展貢獻(xiàn)力量。*特別聲明：本公眾號(hào)所發(fā)布的原創(chuàng)及轉(zhuǎn)載文章，僅用于學(xué)術(shù)分享和傳遞行業(yè)相關(guān)信息。未經(jīng)授權(quán)，不得抄襲、篡改、引用、轉(zhuǎn)載等侵犯本公眾號(hào)相關(guān)權(quán)益的行為。內(nèi)容僅供參考，如涉及版權(quán)問(wèn)題，敬請(qǐng)聯(lián)系，我們將在第一時(shí)間核實(shí)并處理。