一、涂布工藝對鋰電池性能的影響
極片涂布一般是指將攪拌均(jun)(jun)勻(yun)的(de)(de)漿(jiang)料(liao)均(jun)(jun)勻(yun)地(di)涂(tu)(tu)覆在集流體(ti)上,并(bing)將漿(jiang)料(liao)中(zhong)的(de)(de)有(you)機溶劑進行烘(hong)干的(de)(de)一種工藝(yi)。涂(tu)(tu)布(bu)的(de)(de)效(xiao)果(guo)對電池容量(liang)、內阻、循環(huan)壽命以及安全性有(you)重要影響,保證極片均(jun)(jun)勻(yun)涂(tu)(tu)布(bu)。涂(tu)(tu)布(bu)方(fang)式的(de)(de)選擇和控制參數(shu)對鋰離子電池性能(neng)的(de)(de)有(you)重要影響,主要表(biao)現在:
1、涂布干燥溫度控制:若涂布(bu)時(shi)干燥溫度過(guo)(guo)低,則不(bu)能保證極片完全干燥,若溫度過(guo)(guo)高,則可(ke)能因為(wei)極片內部的有機溶(rong)劑蒸(zheng)發太(tai)快,極片表面涂層出現龜裂、脫(tuo)落等現象(xiang)。
2、涂布面密度:若(ruo)(ruo)涂(tu)布面密度太(tai)小,則(ze)(ze)電(dian)(dian)池容量可能達不(bu)到標稱容量,若(ruo)(ruo)涂(tu)布面密度太(tai)大,則(ze)(ze)容易(yi)造成配料浪(lang)費,嚴重時如果出現(xian)正極容量過(guo)量,由于鋰的析出形成鋰枝晶刺穿電(dian)(dian)池隔膜發生短路,引發安全(quan)隱患。
3、涂布尺寸大小:涂布尺(chi)寸(cun)過小或(huo)者(zhe)過大可能(neng)導(dao)致(zhi)電(dian)池(chi)內部(bu)正(zheng)極(ji)不(bu)能(neng)完(wan)全被(bei)負極(ji)包住(zhu),在(zai)充電(dian)過程中(zhong),鋰離子從(cong)正(zheng)極(ji)嵌(qian)出來,移動(dong)到沒有被(bei)負極(ji)完(wan)全包住(zhu)的(de)(de)電(dian)解(jie)液(ye)中(zhong),正(zheng)極(ji)實際(ji)容量(liang)不(bu)能(neng)高效發(fa)揮,嚴(yan)重的(de)(de)時候,在(zai)電(dian)池(chi)內部(bu)會形成鋰枝晶(jing),容易刺穿隔膜導(dao)致(zhi)電(dian)池(chi)內部(bu)電(dian)路。
4、涂布厚度:涂布厚度太薄或(huo)者(zhe)太厚會(hui)對后續的(de)極片軋制工(gong)藝產(chan)生影響,不能保證電池極片的(de)性能一致性。
另(ling)外(wai)極片涂(tu)布(bu)對(dui)電池的安全性有(you)重要意義。涂(tu)布(bu)之前要做好5S工作,確保涂(tu)布(bu)過程中沒(mei)有(you)顆粒、雜物、粉塵等混入極片中,如果混入雜物會引起(qi)電池內部微短路,嚴重時導致電池起(qi)火爆(bao)炸(zha)。
二、鋰電池涂布機工藝流程
所(suo)謂涂布(bu)就是(shi)指(zhi)糊狀聚合(he)(he)物、熔融態(tai)聚合(he)(he)物或聚合(he)(he)物溶液(ye)涂布(bu)于(yu)薄(bo)膜上制得復合(he)(he)膜的方(fang)法,對于(yu)鋰離(li)子電池而言,涂布(bu)基片(薄(bo)膜)是(shi)金(jin)屬箔,一般為銅箔或者(zhe)鋁箔。
整個涂布過程就是從基片放入涂布機(稱(cheng)為(wei)放卷)到(dao)涂(tu)(tu)布(bu)(bu)后(hou)的基(ji)片從涂(tu)(tu)布(bu)(bu)機中出來(稱(cheng)為(wei)放卷)的若干連續工(gong)序。其整(zheng)個流程(cheng)為(wei):放卷→接片→拉(la)片→張力控制(zhi)→自動糾(jiu)偏(pian)→涂(tu)(tu)布(bu)(bu)→干燥→張力控制(zhi)→自動糾(jiu)偏(pian)→收卷。
“張力控(kong)制(zhi)(zhi)”和“自動糾(jiu)偏”并不是獨立(li)的工(gong)序(xu)(xu),而是介于兩個(ge)工(gong)序(xu)(xu)之間的輔助(zhu)手段,它是由涂(tu)(tu)布機設置好的,張力控(kong)制(zhi)(zhi)與自動糾(jiu)偏的精度(du)反(fan)映(ying)出涂(tu)(tu)布機的質(zhi)量。
在這樣一個流(liu)程下,涂布機的工作方法是(shi)由以下步驟組成的:
1、銅/鋁箔由放卷裝置進入涂(tu)布機。
2、基片的首尾在接片后連接成連續帶。
3、連續帶由(you)拉片裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)置送入(ru)“張(zhang)力(li)控制”和“自動糾(jiu)偏”裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)置,然后進入(ru)涂布裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)置。
4、涂(tu)布(bu)(bu)階段:極(ji)片漿(jiang)料在涂(tu)布(bu)(bu)裝置按(an)預定涂(tu)布(bu)(bu)量(liang)和空白長度分段進行涂(tu)布(bu)(bu)。
5、干燥:涂(tu)(tu)布(bu)后的濕極(ji)片送(song)入干燥道進(jin)行干燥,干燥溫度(du)根據涂(tu)(tu)布(bu)速度(du)和厚度(du)而設(she)定。
6、成型:干極片再(zai)經過“張力(li)控制”和“自動糾(jiu)偏”后成型、收卷。
一臺涂布機設備如果在這六個方面做的(de)好(hao),就(jiu)可以(yi)通過完整的(de)工藝流程,取得很好(hao)的(de)生(sheng)產效果,為下(xia)一步制造出(chu)容(rong)量更高(gao)的(de)鋰電(dian)(dian)池打下(xia)基礎。因為鋰電(dian)(dian)池充電(dian)(dian)實際上(shang)是鋰離(li)子向正極運動(dong)的(de)過程,正極材料越(yue)好(hao),則可以(yi)接受的(de)鋰離(li)子就(jiu)會(hui)越(yue)多,表現(xian)為鋰電(dian)(dian)池的(de)容(rong)量越(yue)大,電(dian)(dian)量越(yue)足(zu)。