一、極片涂布機是什么

極片涂布機是(shi)用于鋰(li)電池正(zheng)(zheng)負極片(pian)漿料涂(tu)覆(fu)領域的(de)涂(tu)布機(ji)(ji)。在(zai)鋰(li)電池生產的(de)前端(duan)工(gong)序中，極片(pian)是(shi)重要制造環節，正(zheng)(zheng)負極片(pian)的(de)基體(ti)金屬集流體(ti)箔材表面的(de)漿料涂(tu)覆(fu)均勻(yun)程度直接影響鋰(li)電池的(de)運行穩定性(xing)(xing)與(yu)安(an)全性(xing)(xing)，因此極片(pian)涂(tu)布機(ji)(ji)是(shi)鋰(li)電池生產設(she)備中的(de)關鍵設(she)備之一，與(yu)其他涂(tu)布機(ji)(ji)相比，行業(ye)進入(ru)的(de)技術壁壘較高。

二、極片涂布機涂布的方式

涂布(bu)(bu)設(she)備主要由收放卷單(dan)元、供料(liao)單(dan)元、張力(li)控制系統、涂布(bu)(bu)機頭、烘箱等部分組成。涂布(bu)(bu)可(ke)以(yi)分為轉(zhuan)移式涂布(bu)(bu)和擠出式涂布(bu)(bu)兩(liang)種，兩(liang)者各有優缺點(dian)。

1、轉移式涂布

涂(tu)輥(gun)(gun)轉動(dong)帶動(dong)漿料(liao)，通過調(diao)整刮刀(dao)間隙(xi)來(lai)調(diao)節漿料(liao)轉移量，并利用(yong)背輥(gun)(gun)或涂(tu)輥(gun)(gun)的(de)轉動(dong)將(jiang)漿料(liao)轉移到基材(cai)上，按工(gong)藝要求，控(kong)制涂(tu)布層的(de)厚度以達到重(zhong)量要求，同時，通過干燥加熱(re)除去平(ping)鋪于基材(cai)上的(de)漿料(liao)中的(de)溶劑，使固(gu)體物質很(hen)好(hao)地粘(zhan)結于基材(cai)上。

其優點是對漿料(liao)粘(zhan)度要求不(bu)高，容易調節(jie)涂布參數，無堵(du)料(liao)等，不(bu)足之(zhi)處(chu)在對于(yu)動力電池來說(shuo)涂布精度較(jiao)差，無法保(bao)證(zheng)極片的一致性。漿料(liao)在輥間(jian)暴(bao)露于(yu)空氣中，對漿料(liao)的性質有(you)部分影響。

2、擠出式涂布

上(shang)(shang)料系(xi)統將(jiang)(jiang)涂(tu)料輸送(song)給螺桿泵，再將(jiang)(jiang)漿料動(dong)(dong)力(li)輸送(song)至擠出頭中，通過擠出形(xing)式將(jiang)(jiang)漿料制成(cheng)液膜后(hou)(hou)涂(tu)布(bu)至移動(dong)(dong)的(de)集(ji)流體(ti)上(shang)(shang)，經(jing)過干燥后(hou)(hou)形(xing)成(cheng)質地均一的(de)涂(tu)層。

其(qi)優(you)點是涂膜后(hou)極片(pian)非常均勻且精(jing)度高，涂層(ceng)邊緣平整度高，密(mi)閉(bi)操作系統，不受異物影(ying)響，適合量(liang)產。其(qi)不足之處在于(yu)設備精(jing)度要(yao)求高，維護(hu)保(bao)養要(yao)求高，漿料(liao)粘(zhan)度范(fan)圍要(yao)求高，變換規格時需要(yao)更換新的墊片(pian)。

三、極片涂布注意事項

涂(tu)(tu)布(bu)過(guo)程(cheng)中減少(shao)涂(tu)(tu)布(bu)缺陷，提高涂(tu)(tu)布(bu)質量和(he)良品率，降(jiang)低(di)成(cheng)本(ben)是涂(tu)(tu)布(bu)工藝需要研究的重(zhong)要內(nei)容。涂(tu)(tu)布(bu)過(guo)程(cheng)中產生(sheng)的浪(lang)(lang)費(fei)主要是初(chu)始(shi)調機(ji)（跟工藝員操作水平有(you)關）、涂(tu)(tu)布(bu)中斷箔(bo)、混(hun)入異物等，每次停機(ji)都將會產生(sheng)一定距離的浪(lang)(lang)費(fei)。

在涂布中常(chang)常(chang)出現的(de)問(wen)題是：原(yuan)料污染、涂布工藝不(bu)穩定、操作不(bu)規范、干燥程序設(she)置(zhi)錯誤等(deng)，這些(xie)問(wen)題常(chang)常(chang)會(hui)造成極片出現以(yi)下問(wen)題：

1、點狀缺陷

主(zhu)要來自于漿(jiang)料(liao)內氣(qi)泡和混(hun)入的(de)(de)異(yi)物。氣(qi)泡可以來自攪拌中(zhong)脫泡未(wei)完(wan)全、供料(liao)工作過程中(zhong)或(huo)(huo)者涂(tu)布過程中(zhong)。異(yi)物主(zhu)要來自于操(cao)作時(shi)的(de)(de)失(shi)誤或(huo)(huo)環(huan)境(jing)問題(ti)。

涂布過程中(zhong)(zhong)，漿(jiang)料(liao)內部氣泡噴涂在極片上，經過烘箱烘干時(shi)，氣泡破裂，在極片上形成(cheng)白色圓(yuan)斑。此處(chu)活(huo)物(wu)(wu)質涂層較(jiao)薄(bo)，在電(dian)池充放電(dian)過程中(zhong)(zhong)也(ye)最(zui)易(yi)造(zao)成(cheng)微短(duan)路。極片中(zhong)(zhong)有(you)異物(wu)(wu)存在時(shi)，顆粒周圍涂膜處(chu)是低表面張力區(qu)域，液膜向周圍呈發射狀(zhuang)(zhuang)遷移，形成(cheng)點狀(zhuang)(zhuang)缺(que)陷。防止(zhi)出現此類(lei)缺(que)陷的手段(duan)主要有(you)：控制操作環境、優化(hua)漿(jiang)料(liao)攪拌、控制涂布速度、保證(zheng)基材干凈。

2、厚邊缺陷

極片在(zai)輥壓過(guo)程中(zhong)(zhong)，厚(hou)(hou)(hou)邊承受更大(da)的(de)(de)壓力，不僅造成(cheng)極片在(zai)橫向(xiang)密度(du)上(shang)不同，也(ye)(ye)會(hui)造成(cheng)厚(hou)(hou)(hou)邊處活物質(zhi)顆(ke)粒被碾(nian)碎(sui)。存在(zai)厚(hou)(hou)(hou)邊缺(que)陷的(de)(de)極片經過(guo)壓制后，會(hui)出現較(jiao)(jiao)嚴重的(de)(de)翹(qiao)曲現象(xiang)，對(dui)后續的(de)(de)分切、卷(juan)繞(rao)過(guo)程中(zhong)(zhong)也(ye)(ye)會(hui)有很大(da)的(de)(de)影(ying)(ying)響。厚(hou)(hou)(hou)邊處活物質(zhi)顆(ke)粒被碾(nian)碎(sui)后，在(zai)充放(fang)電(dian)(dian)過(guo)程中(zhong)(zhong)鋰離子(zi)和電(dian)(dian)子(zi)的(de)(de)傳輸路徑變遠(yuan)，則會(hui)導致電(dian)(dian)池內阻(zu)增大(da)極化加(jia)深(shen)，會(hui)影(ying)(ying)響電(dian)(dian)池的(de)(de)使(shi)(shi)(shi)用壽(shou)命和安全。同時，由于極片邊部較(jiao)(jiao)厚(hou)(hou)(hou)在(zai)卷(juan)芯內部構(gou)成(cheng)應(ying)力集中(zhong)(zhong)點，此處極易(yi)發生(sheng)析鋰和微短路，對(dui)電(dian)(dian)池性能(neng)也(ye)(ye)是極為不利(li)的(de)(de)。產生(sheng)厚(hou)(hou)(hou)邊的(de)(de)原(yuan)因是漿料(liao)表(biao)(biao)面(mian)張力的(de)(de)驅使(shi)(shi)(shi)，使(shi)(shi)(shi)漿料(liao)向(xiang)極片邊緣(yuan)無涂(tu)(tu)覆處遷移，烘干后形成(cheng)厚(hou)(hou)(hou)邊。有研(yan)究(jiu)發現，涂(tu)(tu)布速(su)度(du)對(dui)邊緣(yuan)寬度(du)和高度(du)無顯著影(ying)(ying)響，邊緣(yuan)梯度(du)隨著涂(tu)(tu)布速(su)度(du)增加(jia)而增大(da)，減小間(jian)隙(xi)(xi)比（涂(tu)(tu)布間(jian)隙(xi)(xi)/膜層(ceng)厚(hou)(hou)(hou)度(du)），可(ke)以降(jiang)低邊緣(yuan)效應(ying)。相關間(jian)隙(xi)(xi)涂(tu)(tu)布研(yan)究(jiu)結果(guo)表(biao)(biao)明，通過(guo)調整(zheng)涂(tu)(tu)布間(jian)隙(xi)(xi)、壓力預(yu)調整(zheng)也(ye)(ye)可(ke)以降(jiang)低厚(hou)(hou)(hou)邊。利(li)用添(tian)加(jia)界面(mian)活性劑降(jiang)低漿料(liao)表(biao)(biao)面(mian)張力的(de)(de)方法也(ye)(ye)可(ke)一定程度(du)上(shang)減少厚(hou)(hou)(hou)邊的(de)(de)發生(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。未來涂布(bu)工藝(yi)將向著(zhu)高設備性能、高稼(jia)動率、在線(xian)測厚(hou)控制精(jing)度、提高干(gan)燥效率等方向發展(zhan)。