一、涂布工藝對鋰電池性能的影響
極片涂布一般是指(zhi)將攪拌均(jun)勻的(de)(de)漿料均(jun)勻地(di)涂(tu)(tu)(tu)覆在(zai)集(ji)流(liu)體上,并(bing)將漿料中的(de)(de)有(you)(you)(you)機(ji)溶劑進行(xing)烘干的(de)(de)一種工(gong)藝。涂(tu)(tu)(tu)布(bu)(bu)的(de)(de)效果對(dui)電池容量、內阻、循(xun)環(huan)壽(shou)命以及安全性有(you)(you)(you)重要影響,保證極片均(jun)勻涂(tu)(tu)(tu)布(bu)(bu)。涂(tu)(tu)(tu)布(bu)(bu)方式的(de)(de)選擇和控制參數(shu)對(dui)鋰離子電池性能(neng)的(de)(de)有(you)(you)(you)重要影響,主要表現在(zai):
1、涂布干燥溫度控制:若涂布(bu)時干燥溫度(du)過低,則不能保證極(ji)(ji)片(pian)完全干燥,若溫度(du)過高,則可能因(yin)為極(ji)(ji)片(pian)內部(bu)的有(you)機(ji)溶劑蒸發太快,極(ji)(ji)片(pian)表面涂層出現(xian)龜(gui)裂、脫落(luo)等現(xian)象。
2、涂布面密度:若(ruo)(ruo)涂布面密(mi)度太小,則(ze)電池容(rong)量(liang)(liang)可能達(da)不到(dao)標稱容(rong)量(liang)(liang),若(ruo)(ruo)涂布面密(mi)度太大(da),則(ze)容(rong)易造(zao)成配料浪費,嚴重時如果(guo)出現(xian)正極容(rong)量(liang)(liang)過量(liang)(liang),由(you)于鋰的(de)析出形成鋰枝晶(jing)刺(ci)穿電池隔膜發(fa)(fa)生短路,引發(fa)(fa)安全隱(yin)患。
3、涂布尺寸大小:涂布尺寸過(guo)小或者過(guo)大可能(neng)導(dao)致電(dian)(dian)池(chi)內部(bu)正(zheng)(zheng)極(ji)不(bu)能(neng)完全被負(fu)極(ji)包住,在(zai)充電(dian)(dian)過(guo)程(cheng)中(zhong),鋰離子從正(zheng)(zheng)極(ji)嵌出來,移動到(dao)沒有被負(fu)極(ji)完全包住的電(dian)(dian)解液(ye)中(zhong),正(zheng)(zheng)極(ji)實際容(rong)量不(bu)能(neng)高效(xiao)發揮,嚴重的時(shi)候,在(zai)電(dian)(dian)池(chi)內部(bu)會形(xing)成(cheng)鋰枝晶,容(rong)易刺穿隔膜導(dao)致電(dian)(dian)池(chi)內部(bu)電(dian)(dian)路。
4、涂布厚度:涂布厚(hou)度太薄或(huo)者太厚(hou)會對后續的極片(pian)軋制工藝(yi)產生影響,不能(neng)保(bao)證(zheng)電池(chi)極片(pian)的性能(neng)一致性。
另外極片涂布對電(dian)池的安全性有重要(yao)意義。涂布之前要(yao)做(zuo)好(hao)5S工(gong)作,確保(bao)涂布過(guo)程中沒有顆粒、雜物、粉塵等(deng)混(hun)入極片中,如(ru)果混(hun)入雜物會引起電(dian)池內部微短(duan)路,嚴重時導致電(dian)池起火爆(bao)炸。
二、鋰電池涂布機工藝流程
所謂涂(tu)布(bu)就是指糊狀聚合(he)物、熔融態聚合(he)物或聚合(he)物溶液涂(tu)布(bu)于(yu)薄膜(mo)上(shang)制得復合(he)膜(mo)的方法,對于(yu)鋰離子電池而言,涂(tu)布(bu)基(ji)片(薄膜(mo))是金屬箔(bo),一般為(wei)銅(tong)箔(bo)或者鋁箔(bo)。
整個涂布過程就是從基片放入涂布機(稱為放(fang)卷(juan))到涂布(bu)后的基片從涂布(bu)機中出來(稱為放(fang)卷(juan))的若干連續工序。其整個流程為:放(fang)卷(juan)→接片→拉片→張(zhang)力控制(zhi)→自動糾(jiu)偏→涂布(bu)→干燥(zao)→張(zhang)力控制(zhi)→自動糾(jiu)偏→收卷(juan)。
“張力(li)控制(zhi)”和“自動糾偏”并不是獨(du)立的(de)工序(xu),而是介于兩個(ge)工序(xu)之間(jian)的(de)輔(fu)助(zhu)手段,它是由涂(tu)布機(ji)設(she)置好的(de),張力(li)控制(zhi)與自動糾偏的(de)精(jing)度反映出(chu)涂(tu)布機(ji)的(de)質(zhi)量(liang)。
在這樣一個流(liu)程下,涂(tu)布機的工作方法是(shi)由以下步(bu)驟組成的:
1、銅(tong)/鋁箔由放卷裝(zhuang)置(zhi)進(jin)入涂布(bu)機。
2、基片的(de)首尾在接片后連接成連續帶。
3、連續(xu)帶由拉片裝置(zhi)送入“張力控制(zhi)”和“自動糾偏(pian)”裝置(zhi),然后進入涂布裝置(zhi)。
4、涂(tu)布階段(duan):極片漿(jiang)料在涂(tu)布裝置(zhi)按(an)預定涂(tu)布量和空白長(chang)度分段(duan)進行涂(tu)布。
5、干(gan)(gan)燥(zao)(zao):涂(tu)布后的濕極片送入干(gan)(gan)燥(zao)(zao)道(dao)進行干(gan)(gan)燥(zao)(zao),干(gan)(gan)燥(zao)(zao)溫(wen)度根據涂(tu)布速度和厚度而設定。
6、成型:干(gan)極(ji)片再經(jing)過(guo)“張力(li)控(kong)制(zhi)”和“自動糾偏”后成型、收卷。
一(yi)(yi)臺涂布機(ji)設備如果在(zai)這六(liu)個方(fang)面(mian)做的好(hao),就可以通過完整的工藝流(liu)程,取得很好(hao)的生(sheng)產效果,為下一(yi)(yi)步(bu)制造出容(rong)量更高的鋰電(dian)池打下基礎。因為鋰電(dian)池充電(dian)實際上是鋰離(li)子向正(zheng)極(ji)運動的過程,正(zheng)極(ji)材料越好(hao),則可以接受的鋰離(li)子就會越多,表現為鋰電(dian)池的容(rong)量越大,電(dian)量越足。