一、極片涂布機是什么

極片涂布機是(shi)用于(yu)鋰(li)(li)電池(chi)正(zheng)負極(ji)片(pian)漿料(liao)涂(tu)(tu)(tu)覆領域(yu)的(de)(de)涂(tu)(tu)(tu)布機(ji)。在鋰(li)(li)電池(chi)生產的(de)(de)前端(duan)工(gong)序中，極(ji)片(pian)是(shi)重要(yao)制造環節，正(zheng)負極(ji)片(pian)的(de)(de)基體金屬集流體箔材表面的(de)(de)漿料(liao)涂(tu)(tu)(tu)覆均勻程度直(zhi)接影響鋰(li)(li)電池(chi)的(de)(de)運行(xing)穩定(ding)性與安全性，因此極(ji)片(pian)涂(tu)(tu)(tu)布機(ji)是(shi)鋰(li)(li)電池(chi)生產設(she)備(bei)(bei)中的(de)(de)關鍵設(she)備(bei)(bei)之一，與其他(ta)涂(tu)(tu)(tu)布機(ji)相比(bi)，行(xing)業進入的(de)(de)技術壁壘較高。

二、極片涂布機涂布的方式

涂(tu)布(bu)(bu)(bu)設備主要由收放卷單(dan)元(yuan)、供(gong)料單(dan)元(yuan)、張力控制系統、涂(tu)布(bu)(bu)(bu)機頭(tou)、烘(hong)箱等(deng)部分組成(cheng)。涂(tu)布(bu)(bu)(bu)可以分為轉移(yi)式涂(tu)布(bu)(bu)(bu)和(he)擠出式涂(tu)布(bu)(bu)(bu)兩種，兩者各有優缺(que)點(dian)。

1、轉移式涂布

涂(tu)輥轉動(dong)帶動(dong)漿(jiang)料(liao)，通(tong)過調(diao)整刮刀間(jian)隙來調(diao)節漿(jiang)料(liao)轉移量，并利用背輥或涂(tu)輥的(de)轉動(dong)將漿(jiang)料(liao)轉移到基材(cai)(cai)上(shang)，按工藝要(yao)(yao)求，控(kong)制涂(tu)布(bu)層的(de)厚度以(yi)達到重量要(yao)(yao)求，同時(shi)，通(tong)過干燥加熱除(chu)去平鋪于基材(cai)(cai)上(shang)的(de)漿(jiang)料(liao)中的(de)溶劑，使固體物質很(hen)好(hao)地粘結于基材(cai)(cai)上(shang)。

其(qi)優點是對漿料(liao)粘度(du)要求不高(gao)，容易(yi)調節涂布(bu)參數，無(wu)堵料(liao)等，不足(zu)之處在對于(yu)動(dong)力電池來說涂布(bu)精度(du)較差，無(wu)法保證極片的一致性。漿料(liao)在輥間暴露于(yu)空氣中，對漿料(liao)的性質(zhi)有部分(fen)影(ying)響。

2、擠出式涂布

上料(liao)系統將(jiang)涂(tu)(tu)料(liao)輸送給(gei)螺(luo)桿泵(beng)，再將(jiang)漿料(liao)動力輸送至擠出頭中，通過(guo)擠出形式將(jiang)漿料(liao)制成液膜后涂(tu)(tu)布至移動的集流體上，經過(guo)干燥后形成質地均一的涂(tu)(tu)層。

其優點是涂膜(mo)后極(ji)片非常均勻(yun)且(qie)精(jing)度高(gao)，涂層邊緣平整度高(gao)，密閉操(cao)作系統(tong)，不(bu)受異物影響(xiang)，適(shi)合(he)量產。其不(bu)足之(zhi)處在于設備(bei)精(jing)度要求(qiu)高(gao)，維(wei)護保養要求(qiu)高(gao)，漿料粘度范圍要求(qiu)高(gao)，變換規格時需要更換新的墊片。

三、極片涂布注意事項

涂(tu)布(bu)過程中減少涂(tu)布(bu)缺陷，提高涂(tu)布(bu)質量和(he)良(liang)品率，降低(di)成本是(shi)涂(tu)布(bu)工(gong)藝需要研究的重要內容。涂(tu)布(bu)過程中產生的浪費(fei)主要是(shi)初始調機（跟(gen)工(gong)藝員操作水平(ping)有關）、涂(tu)布(bu)中斷箔(bo)、混入異(yi)物等，每次停機都將會產生一定(ding)距離(li)的浪費(fei)。

在涂(tu)布中常常出現的問題是：原料污染、涂(tu)布工藝不穩(wen)定、操作不規范、干燥程序設(she)置錯誤等(deng)，這些(xie)問題常常會造成極片出現以下問題：

1、點狀缺陷

主要來(lai)自于漿料內氣(qi)泡(pao)和混(hun)入的異物。氣(qi)泡(pao)可以來(lai)自攪拌中脫泡(pao)未完全、供料工(gong)作過程中或(huo)者涂布過程中。異物主要來(lai)自于操作時的失誤或(huo)環境問題。

涂布過程(cheng)中(zhong)(zhong)，漿(jiang)料(liao)內部氣(qi)泡噴(pen)涂在極片上，經過烘箱烘干時(shi)，氣(qi)泡破裂，在極片上形成(cheng)白色(se)圓斑。此處活物質涂層較薄，在電池充放(fang)電過程(cheng)中(zhong)(zhong)也(ye)最易(yi)造成(cheng)微(wei)短路。極片中(zhong)(zhong)有異物存在時(shi)，顆(ke)粒周(zhou)圍涂膜處是低表(biao)面張力區域，液(ye)膜向(xiang)周(zhou)圍呈發(fa)射狀(zhuang)遷移，形成(cheng)點(dian)狀(zhuang)缺陷。防(fang)止(zhi)出(chu)現(xian)此類缺陷的手段主要(yao)有：控(kong)(kong)制操作環(huan)境、優化漿(jiang)料(liao)攪拌、控(kong)(kong)制涂布速(su)度、保(bao)證基材干凈。

2、厚邊缺陷

極片(pian)在(zai)輥(gun)壓(ya)(ya)過(guo)(guo)(guo)(guo)程中(zhong)，厚(hou)(hou)(hou)邊(bian)(bian)(bian)承受(shou)更大的(de)壓(ya)(ya)力(li)，不(bu)僅造(zao)成(cheng)極片(pian)在(zai)橫(heng)向(xiang)密度(du)(du)上不(bu)同(tong)，也會(hui)造(zao)成(cheng)厚(hou)(hou)(hou)邊(bian)(bian)(bian)處活(huo)物(wu)質顆粒被碾(nian)碎。存在(zai)厚(hou)(hou)(hou)邊(bian)(bian)(bian)缺陷的(de)極片(pian)經過(guo)(guo)(guo)(guo)壓(ya)(ya)制(zhi)后，會(hui)出現(xian)較嚴重的(de)翹曲(qu)現(xian)象，對(dui)后續的(de)分切、卷繞過(guo)(guo)(guo)(guo)程中(zhong)也會(hui)有很大的(de)影(ying)(ying)響(xiang)(xiang)。厚(hou)(hou)(hou)邊(bian)(bian)(bian)處活(huo)物(wu)質顆粒被碾(nian)碎后，在(zai)充放(fang)電(dian)(dian)過(guo)(guo)(guo)(guo)程中(zhong)鋰離子和(he)(he)電(dian)(dian)子的(de)傳(chuan)輸(shu)路徑變遠，則會(hui)導致電(dian)(dian)池(chi)內(nei)阻(zu)增(zeng)大極化加(jia)深，會(hui)影(ying)(ying)響(xiang)(xiang)電(dian)(dian)池(chi)的(de)使用(yong)壽命(ming)和(he)(he)安全。同(tong)時，由于極片(pian)邊(bian)(bian)(bian)部(bu)較厚(hou)(hou)(hou)在(zai)卷芯(xin)內(nei)部(bu)構成(cheng)應(ying)力(li)集中(zhong)點(dian)，此處極易(yi)發(fa)(fa)(fa)生(sheng)析(xi)鋰和(he)(he)微(wei)短路，對(dui)電(dian)(dian)池(chi)性能也是極為不(bu)利的(de)。產生(sheng)厚(hou)(hou)(hou)邊(bian)(bian)(bian)的(de)原因是漿(jiang)料(liao)表(biao)面張力(li)的(de)驅使，使漿(jiang)料(liao)向(xiang)極片(pian)邊(bian)(bian)(bian)緣無涂(tu)(tu)覆處遷移，烘干后形成(cheng)厚(hou)(hou)(hou)邊(bian)(bian)(bian)。有研究(jiu)發(fa)(fa)(fa)現(xian)，涂(tu)(tu)布(bu)(bu)速度(du)(du)對(dui)邊(bian)(bian)(bian)緣寬度(du)(du)和(he)(he)高度(du)(du)無顯著(zhu)影(ying)(ying)響(xiang)(xiang)，邊(bian)(bian)(bian)緣梯度(du)(du)隨著(zhu)涂(tu)(tu)布(bu)(bu)速度(du)(du)增(zeng)加(jia)而增(zeng)大，減小間(jian)隙(xi)比（涂(tu)(tu)布(bu)(bu)間(jian)隙(xi)/膜層厚(hou)(hou)(hou)度(du)(du)），可(ke)以降(jiang)(jiang)低邊(bian)(bian)(bian)緣效應(ying)。相關間(jian)隙(xi)涂(tu)(tu)布(bu)(bu)研究(jiu)結果表(biao)明(ming)，通過(guo)(guo)(guo)(guo)調(diao)整(zheng)涂(tu)(tu)布(bu)(bu)間(jian)隙(xi)、壓(ya)(ya)力(li)預(yu)調(diao)整(zheng)也可(ke)以降(jiang)(jiang)低厚(hou)(hou)(hou)邊(bian)(bian)(bian)。利用(yong)添(tian)加(jia)界面活(huo)性劑(ji)降(jiang)(jiang)低漿(jiang)料(liao)表(biao)面張力(li)的(de)方法也可(ke)一定程度(du)(du)上減少厚(hou)(hou)(hou)邊(bian)(bian)(bian)的(de)發(fa)(fa)(fa)生(sheng)。

四、未來涂布工藝的發展趨勢

擠壓式涂布由于具有高精度、涂布均勻、適合較大寬度涂布等優點被廣泛應用于動力電池領域，而其也逐漸取代適用于中試線的轉移式涂布機。未來涂(tu)布(bu)工藝(yi)將向著(zhu)高(gao)(gao)設備(bei)性能、高(gao)(gao)稼動率、在線測厚(hou)控制(zhi)精度、提高(gao)(gao)干燥效率等方向發展。