一、極片涂布機是什么

極片涂布機是(shi)用于鋰(li)電(dian)池正(zheng)負極(ji)片(pian)漿料涂(tu)(tu)(tu)覆(fu)領域的(de)(de)(de)涂(tu)(tu)(tu)布機。在鋰(li)電(dian)池生產(chan)的(de)(de)(de)前端工序(xu)中，極(ji)片(pian)是(shi)重要制造環節(jie)，正(zheng)負極(ji)片(pian)的(de)(de)(de)基體金屬集流體箔(bo)材表面的(de)(de)(de)漿料涂(tu)(tu)(tu)覆(fu)均(jun)勻程度直接影響鋰(li)電(dian)池的(de)(de)(de)運行(xing)穩(wen)定(ding)性(xing)與安全性(xing)，因此極(ji)片(pian)涂(tu)(tu)(tu)布機是(shi)鋰(li)電(dian)池生產(chan)設(she)備中的(de)(de)(de)關(guan)鍵(jian)設(she)備之一，與其他涂(tu)(tu)(tu)布機相比，行(xing)業進(jin)入的(de)(de)(de)技術壁(bi)壘較(jiao)高。

二、極片涂布機涂布的方式

涂(tu)布設備主要由收放卷(juan)單元、供(gong)料單元、張力控制系統(tong)、涂(tu)布機頭、烘箱等部分組成(cheng)。涂(tu)布可以分為轉(zhuan)移式(shi)涂(tu)布和擠出式(shi)涂(tu)布兩(liang)種，兩(liang)者各有優缺點(dian)。

1、轉移式涂布

涂(tu)(tu)輥(gun)轉(zhuan)動(dong)帶動(dong)漿料(liao)，通(tong)過調(diao)整(zheng)刮刀間(jian)隙來調(diao)節漿料(liao)轉(zhuan)移(yi)量，并(bing)利(li)用背(bei)輥(gun)或涂(tu)(tu)輥(gun)的轉(zhuan)動(dong)將(jiang)漿料(liao)轉(zhuan)移(yi)到基(ji)材(cai)(cai)上，按工藝要求，控(kong)制涂(tu)(tu)布層的厚度以達到重(zhong)量要求，同時，通(tong)過干(gan)燥(zao)加熱除去平(ping)鋪于基(ji)材(cai)(cai)上的漿料(liao)中的溶劑，使(shi)固體(ti)物質很(hen)好地粘(zhan)結于基(ji)材(cai)(cai)上。

其優點(dian)是對(dui)(dui)漿(jiang)(jiang)料(liao)粘度要求不高，容易調節(jie)涂布參數(shu)，無堵(du)料(liao)等，不足之處(chu)在對(dui)(dui)于動力電池來說涂布精度較(jiao)差(cha)，無法保證(zheng)極(ji)片(pian)的一致性(xing)。漿(jiang)(jiang)料(liao)在輥間(jian)暴露于空氣中，對(dui)(dui)漿(jiang)(jiang)料(liao)的性(xing)質有部分影響。

2、擠出式涂布

上(shang)料(liao)系統(tong)將(jiang)涂料(liao)輸送給螺桿泵，再將(jiang)漿(jiang)料(liao)動(dong)力輸送至擠出頭中，通過擠出形(xing)式將(jiang)漿(jiang)料(liao)制成液膜后(hou)涂布至移動(dong)的集流體(ti)上(shang)，經過干燥(zao)后(hou)形(xing)成質(zhi)地均一(yi)的涂層。

其優點是涂(tu)膜后極片非常均勻且(qie)精度(du)(du)(du)高(gao)(gao)，涂(tu)層邊緣平(ping)整度(du)(du)(du)高(gao)(gao)，密閉操作系統，不受異(yi)物影響，適合量產。其不足(zu)之處在于設備精度(du)(du)(du)要求(qiu)(qiu)(qiu)高(gao)(gao)，維護保養要求(qiu)(qiu)(qiu)高(gao)(gao)，漿料粘度(du)(du)(du)范(fan)圍要求(qiu)(qiu)(qiu)高(gao)(gao)，變換(huan)規格時需(xu)要更換(huan)新的墊片。

三、極片涂布注意事項

涂(tu)布(bu)(bu)(bu)(bu)過(guo)程中減少涂(tu)布(bu)(bu)(bu)(bu)缺陷，提(ti)高涂(tu)布(bu)(bu)(bu)(bu)質(zhi)量和(he)良(liang)品率，降低成本是(shi)(shi)涂(tu)布(bu)(bu)(bu)(bu)工(gong)藝(yi)需要(yao)(yao)研究的重(zhong)要(yao)(yao)內容。涂(tu)布(bu)(bu)(bu)(bu)過(guo)程中產(chan)生的浪費(fei)主要(yao)(yao)是(shi)(shi)初始調機(ji)（跟工(gong)藝(yi)員操作水(shui)平有關）、涂(tu)布(bu)(bu)(bu)(bu)中斷箔、混入異物等，每次停(ting)機(ji)都(dou)將會(hui)產(chan)生一定距離的浪費(fei)。

在涂布(bu)中常(chang)常(chang)出(chu)現(xian)的問題是：原料(liao)污染、涂布(bu)工藝(yi)不穩定、操作不規(gui)范、干燥程序設(she)置錯誤等(deng)，這些問題常(chang)常(chang)會造(zao)成極片出(chu)現(xian)以下(xia)問題：

1、點狀缺陷

主(zhu)要來(lai)自于漿料內氣(qi)泡(pao)和混入的(de)異物(wu)。氣(qi)泡(pao)可以來(lai)自攪拌中脫泡(pao)未完全、供(gong)料工(gong)作(zuo)過程(cheng)中或者涂布(bu)過程(cheng)中。異物(wu)主(zhu)要來(lai)自于操(cao)作(zuo)時的(de)失誤或環境問題。

涂布(bu)(bu)過程(cheng)中，漿(jiang)料(liao)內部氣泡噴涂在極片上(shang)，經(jing)過烘箱(xiang)烘干(gan)時(shi)，氣泡破裂，在極片上(shang)形成白色(se)圓斑。此處(chu)活物質涂層較薄(bo)，在電(dian)池充放電(dian)過程(cheng)中也最易造成微短(duan)路。極片中有異(yi)物存在時(shi)，顆粒周圍(wei)涂膜處(chu)是低表面張(zhang)力區域，液膜向周圍(wei)呈發射狀遷移，形成點狀缺(que)陷。防止出現(xian)此類缺(que)陷的手段主要有：控(kong)制操作環(huan)境(jing)、優化漿(jiang)料(liao)攪拌、控(kong)制涂布(bu)(bu)速度、保證基(ji)材干(gan)凈。

2、厚邊缺陷

極(ji)(ji)片(pian)在輥壓過(guo)程中(zhong)(zhong)，厚(hou)(hou)(hou)邊(bian)(bian)承受(shou)更大的(de)(de)壓力(li)(li)(li)，不僅(jin)造成(cheng)極(ji)(ji)片(pian)在橫向密度(du)上不同，也(ye)(ye)會造成(cheng)厚(hou)(hou)(hou)邊(bian)(bian)處活(huo)(huo)物質顆粒被碾碎(sui)。存在厚(hou)(hou)(hou)邊(bian)(bian)缺陷(xian)的(de)(de)極(ji)(ji)片(pian)經過(guo)壓制后(hou)(hou)(hou)，會出現(xian)較嚴(yan)重的(de)(de)翹曲現(xian)象，對后(hou)(hou)(hou)續的(de)(de)分切、卷(juan)繞(rao)過(guo)程中(zhong)(zhong)也(ye)(ye)會有很大的(de)(de)影(ying)響。厚(hou)(hou)(hou)邊(bian)(bian)處活(huo)(huo)物質顆粒被碾碎(sui)后(hou)(hou)(hou)，在充放電(dian)過(guo)程中(zhong)(zhong)鋰離子和(he)電(dian)子的(de)(de)傳輸(shu)路徑變遠，則會導致電(dian)池(chi)內(nei)阻增(zeng)大極(ji)(ji)化加(jia)深，會影(ying)響電(dian)池(chi)的(de)(de)使(shi)用(yong)壽命和(he)安全。同時(shi)，由(you)于極(ji)(ji)片(pian)邊(bian)(bian)部較厚(hou)(hou)(hou)在卷(juan)芯內(nei)部構成(cheng)應力(li)(li)(li)集中(zhong)(zhong)點，此處極(ji)(ji)易發生析鋰和(he)微短路，對電(dian)池(chi)性(xing)能也(ye)(ye)是極(ji)(ji)為不利的(de)(de)。產生厚(hou)(hou)(hou)邊(bian)(bian)的(de)(de)原因是漿料表(biao)(biao)面(mian)張力(li)(li)(li)的(de)(de)驅使(shi)，使(shi)漿料向極(ji)(ji)片(pian)邊(bian)(bian)緣無(wu)涂(tu)覆處遷移，烘(hong)干后(hou)(hou)(hou)形成(cheng)厚(hou)(hou)(hou)邊(bian)(bian)。有研究(jiu)發現(xian)，涂(tu)布(bu)速(su)(su)度(du)對邊(bian)(bian)緣寬度(du)和(he)高度(du)無(wu)顯著影(ying)響，邊(bian)(bian)緣梯度(du)隨(sui)著涂(tu)布(bu)速(su)(su)度(du)增(zeng)加(jia)而(er)增(zeng)大，減小間隙比（涂(tu)布(bu)間隙/膜層厚(hou)(hou)(hou)度(du)），可(ke)以(yi)降低(di)(di)邊(bian)(bian)緣效應。相關間隙涂(tu)布(bu)研究(jiu)結果表(biao)(biao)明(ming)，通過(guo)調(diao)整涂(tu)布(bu)間隙、壓力(li)(li)(li)預調(diao)整也(ye)(ye)可(ke)以(yi)降低(di)(di)厚(hou)(hou)(hou)邊(bian)(bian)。利用(yong)添加(jia)界(jie)面(mian)活(huo)(huo)性(xing)劑降低(di)(di)漿料表(biao)(biao)面(mian)張力(li)(li)(li)的(de)(de)方法也(ye)(ye)可(ke)一(yi)定程度(du)上減少厚(hou)(hou)(hou)邊(bian)(bian)的(de)(de)發生。

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。未來涂布工藝(yi)將向(xiang)(xiang)著高(gao)設(she)備(bei)性能(neng)、高(gao)稼動率、在線測(ce)厚控制精度、提(ti)高(gao)干(gan)燥效率等方向(xiang)(xiang)發展。