一、極片涂布機是什么

極片涂布機是用于鋰電(dian)(dian)池(chi)正(zheng)負(fu)極(ji)片(pian)(pian)(pian)漿(jiang)料涂(tu)覆領域的(de)涂(tu)布(bu)機(ji)。在鋰電(dian)(dian)池(chi)生產(chan)的(de)前端工(gong)序中(zhong)，極(ji)片(pian)(pian)(pian)是重要制造環節(jie)，正(zheng)負(fu)極(ji)片(pian)(pian)(pian)的(de)基體金屬集流體箔材表面的(de)漿(jiang)料涂(tu)覆均勻(yun)程度直接影響鋰電(dian)(dian)池(chi)的(de)運(yun)行穩定性與(yu)安全性，因此極(ji)片(pian)(pian)(pian)涂(tu)布(bu)機(ji)是鋰電(dian)(dian)池(chi)生產(chan)設備中(zhong)的(de)關鍵(jian)設備之一，與(yu)其他(ta)涂(tu)布(bu)機(ji)相比，行業進入的(de)技(ji)術壁壘較高。

二、極片涂布機涂布的方式

涂(tu)布(bu)(bu)設備主要由收放卷單元、供(gong)料單元、張力控制(zhi)系統(tong)、涂(tu)布(bu)(bu)機(ji)頭、烘箱等部分(fen)組成。涂(tu)布(bu)(bu)可以分(fen)為轉移式(shi)涂(tu)布(bu)(bu)和擠(ji)出式(shi)涂(tu)布(bu)(bu)兩種，兩者各有優缺點。

1、轉移式涂布

涂輥(gun)(gun)轉動帶動漿料(liao)(liao)，通(tong)過調整(zheng)刮刀間隙來(lai)調節漿料(liao)(liao)轉移量，并利用背輥(gun)(gun)或涂輥(gun)(gun)的轉動將漿料(liao)(liao)轉移到(dao)基(ji)材(cai)上，按工(gong)藝(yi)要求(qiu)，控(kong)制涂布層的厚度以達(da)到(dao)重量要求(qiu)，同時，通(tong)過干燥(zao)加熱除去(qu)平鋪于基(ji)材(cai)上的漿料(liao)(liao)中(zhong)的溶劑，使固體(ti)物質很(hen)好地粘結于基(ji)材(cai)上。

其(qi)優點(dian)是(shi)對(dui)(dui)漿料粘度要求不高，容(rong)易調節涂(tu)布參(can)數(shu)，無堵料等，不足之處在(zai)(zai)對(dui)(dui)于動力電池來說涂(tu)布精度較差，無法(fa)保證極片的一致性。漿料在(zai)(zai)輥間暴露(lu)于空(kong)氣中，對(dui)(dui)漿料的性質有部分(fen)影響。

2、擠出式涂布

上(shang)料(liao)系統(tong)將涂(tu)料(liao)輸送(song)給螺桿泵，再(zai)將漿(jiang)料(liao)動(dong)(dong)力輸送(song)至擠出頭中，通(tong)過(guo)(guo)擠出形(xing)式將漿(jiang)料(liao)制(zhi)成(cheng)液膜后涂(tu)布至移動(dong)(dong)的(de)集流體上(shang)，經(jing)過(guo)(guo)干燥后形(xing)成(cheng)質地均(jun)一的(de)涂(tu)層。

其優點是涂膜后極片非(fei)常均勻且(qie)精度(du)高(gao)，涂層邊(bian)緣平整度(du)高(gao)，密(mi)閉(bi)操作系(xi)統，不受異(yi)物(wu)影響，適合(he)量(liang)產。其不足之(zhi)處(chu)在于設(she)備精度(du)要(yao)(yao)求(qiu)高(gao)，維護(hu)保養要(yao)(yao)求(qiu)高(gao)，漿料粘度(du)范圍要(yao)(yao)求(qiu)高(gao)，變換(huan)規格時需要(yao)(yao)更換(huan)新的墊片。

三、極片涂布注意事項

涂(tu)布(bu)(bu)(bu)過(guo)程中減少涂(tu)布(bu)(bu)(bu)缺陷(xian)，提高涂(tu)布(bu)(bu)(bu)質量和良品率，降(jiang)低成本是涂(tu)布(bu)(bu)(bu)工藝需要研究(jiu)的重要內容。涂(tu)布(bu)(bu)(bu)過(guo)程中產生(sheng)的浪(lang)費主要是初始(shi)調機(ji)（跟工藝員操作水平有關）、涂(tu)布(bu)(bu)(bu)中斷箔、混入(ru)異物等，每次停機(ji)都將會(hui)產生(sheng)一定距離的浪(lang)費。

在涂布(bu)(bu)中常常出現的問題(ti)(ti)是：原料污染(ran)、涂布(bu)(bu)工藝(yi)不(bu)穩(wen)定(ding)、操作(zuo)不(bu)規(gui)范、干燥(zao)程序設置錯(cuo)誤等(deng)，這些問題(ti)(ti)常常會(hui)造成極片(pian)出現以(yi)下問題(ti)(ti)：

1、點狀缺陷

主要來自于漿料(liao)內氣泡(pao)和混入(ru)的異物(wu)。氣泡(pao)可(ke)以來自攪拌中(zhong)脫泡(pao)未完全、供(gong)料(liao)工作(zuo)過程(cheng)中(zhong)或者(zhe)涂(tu)布過程(cheng)中(zhong)。異物(wu)主要來自于操作(zuo)時(shi)的失誤或環境問題。

涂(tu)(tu)布過(guo)程中，漿料(liao)內部氣(qi)泡噴涂(tu)(tu)在(zai)極(ji)片上，經過(guo)烘箱烘干(gan)時(shi)，氣(qi)泡破裂，在(zai)極(ji)片上形成(cheng)白色(se)圓斑。此處活物(wu)質涂(tu)(tu)層較(jiao)薄(bo)，在(zai)電池(chi)充放電過(guo)程中也最(zui)易造(zao)成(cheng)微(wei)短路。極(ji)片中有(you)異物(wu)存在(zai)時(shi)，顆(ke)粒周圍涂(tu)(tu)膜(mo)(mo)處是低表面張力(li)區域，液膜(mo)(mo)向周圍呈發(fa)射狀遷移，形成(cheng)點狀缺陷(xian)。防止出現此類缺陷(xian)的手段主要有(you)：控(kong)制操作(zuo)環境、優化(hua)漿料(liao)攪拌、控(kong)制涂(tu)(tu)布速(su)度、保證基材干(gan)凈。

2、厚邊缺陷

極片在(zai)輥壓(ya)過(guo)程中，厚(hou)邊(bian)(bian)承受更(geng)大(da)的(de)(de)(de)(de)壓(ya)力，不(bu)僅造成(cheng)(cheng)極片在(zai)橫(heng)向密度(du)(du)(du)上不(bu)同，也(ye)(ye)會造成(cheng)(cheng)厚(hou)邊(bian)(bian)處活物質顆粒(li)被碾(nian)碎。存在(zai)厚(hou)邊(bian)(bian)缺陷的(de)(de)(de)(de)極片經過(guo)壓(ya)制后(hou)(hou)，會出現(xian)較嚴(yan)重的(de)(de)(de)(de)翹曲(qu)現(xian)象，對(dui)后(hou)(hou)續的(de)(de)(de)(de)分切、卷(juan)繞過(guo)程中也(ye)(ye)會有很大(da)的(de)(de)(de)(de)影響(xiang)。厚(hou)邊(bian)(bian)處活物質顆粒(li)被碾(nian)碎后(hou)(hou)，在(zai)充放電過(guo)程中鋰(li)離子和(he)電子的(de)(de)(de)(de)傳輸路(lu)徑變遠，則會導致電池內(nei)阻增大(da)極化加(jia)(jia)(jia)深，會影響(xiang)電池的(de)(de)(de)(de)使(shi)用壽(shou)命和(he)安全。同時，由于極片邊(bian)(bian)部(bu)較厚(hou)在(zai)卷(juan)芯內(nei)部(bu)構(gou)成(cheng)(cheng)應力集中點，此處極易(yi)發(fa)生析鋰(li)和(he)微短路(lu)，對(dui)電池性能也(ye)(ye)是(shi)極為不(bu)利的(de)(de)(de)(de)。產生厚(hou)邊(bian)(bian)的(de)(de)(de)(de)原因是(shi)漿(jiang)料(liao)表(biao)面張力的(de)(de)(de)(de)驅使(shi)，使(shi)漿(jiang)料(liao)向極片邊(bian)(bian)緣(yuan)(yuan)無涂(tu)覆處遷移，烘干后(hou)(hou)形成(cheng)(cheng)厚(hou)邊(bian)(bian)。有研究發(fa)現(xian)，涂(tu)布速(su)度(du)(du)(du)對(dui)邊(bian)(bian)緣(yuan)(yuan)寬度(du)(du)(du)和(he)高度(du)(du)(du)無顯著影響(xiang)，邊(bian)(bian)緣(yuan)(yuan)梯度(du)(du)(du)隨著涂(tu)布速(su)度(du)(du)(du)增加(jia)(jia)(jia)而增大(da)，減小間隙比（涂(tu)布間隙/膜層(ceng)厚(hou)度(du)(du)(du)），可(ke)以(yi)降低邊(bian)(bian)緣(yuan)(yuan)效應。相關間隙涂(tu)布研究結果表(biao)明，通過(guo)調(diao)整(zheng)涂(tu)布間隙、壓(ya)力預調(diao)整(zheng)也(ye)(ye)可(ke)以(yi)降低厚(hou)邊(bian)(bian)。利用添加(jia)(jia)(jia)界面活性劑降低漿(jiang)料(liao)表(biao)面張力的(de)(de)(de)(de)方法也(ye)(ye)可(ke)一定程度(du)(du)(du)上減少(shao)厚(hou)邊(bian)(bian)的(de)(de)(de)(de)發(fa)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(lai)涂布工藝將(jiang)向著高(gao)設備性能(neng)、高(gao)稼(jia)動率、在線測厚控制精度、提高(gao)干(gan)燥效率等方向發展。