锂离子电池原理、不良项目及成因、涂布方法和(11)
发布时间:2021-06-06
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综合考虑极片浆料涂布的各项特殊要求,挤压涂布或辊涂可供选择。
1.2 条缝挤压涂布及其涂布窗口
挤压涂布技术是较为先进的技术,可以用于较高粘度流体涂布,能获得较高精度的涂层。
采用条缝挤压涂布,如何获得均匀的涂层?必须使挤压嘴的设计及操作参数在一个合适的范围内,也就是进入在涂布技术中称为“涂布窗口”的临界条件范围内,才能进行正常涂布。
挤压嘴的设计对涂布精度有极为重要的影响。因此设计时需要有涂布浆料流变特性的详细数据。而一旦按提供的流变数据设计加工出的挤压嘴,在涂布浆料流变性质有较大改变时,就有可能影响涂布精度,挤压涂布设备比较复杂,运行操作需要专门的技术。
1.3 辊涂工艺的涂布窗口
辊涂是比较成熟的涂布工艺,如果有高精度涂布辊和精密轴承,有可能得到均匀度较好的涂层。辊涂可以应用于极片浆料的涂布。
辊涂有多种型式,按辊的转动方向区分就有顺转辊和逆转辊涂布两种。此外还有配臵3辊、4辊等多达10多种辊涂型式。
究竟用哪一种辊涂型式比较好呢?这要根据各种浆料的流变性质进行选择。也就是所设计的辊涂型式,结构尺寸,操作条件,涂液的物理性质等各种条件必须在一个合理的范围内,也就是操作条件进入涂布窗口,才能涂布出无弊病的涂层。
2 极片涂布中的关键技术
在所有涂布产品中胶片所要求的涂布精度是最高的一种,因此胶片涂布中的许多技术是解决极片涂布的基础。但极片涂布所特有的要求必须有特殊的技术才能解决。
2.1 高粘度极片浆料的涂布
极片浆料粘度极高,超出一般涂布液的粘度,而且所要求的涂量大,用现有常规涂布方法无法进行均匀涂布。我们比较分析了各种涂布方法,依据其流动机理,结合极片浆料的流变特性和涂布要求,设计了各种实验方案进行验证,找到了几种可用于极片浆料的涂布方法,成功地解决了高粘度极片浆料连续稳定、均匀涂布难题。
2.2 极片定长分段和双面叠合涂布技术
无论是胶片涂布,还是其他涂布产品,绝大多数都是在片幅上进行连续涂布。而锂离子电池极片是分段涂布,生产不同型号锂离子电池,所需要的每段极片长度也是不同的。如果采用连续涂布,再进行定长分切生产极片,在组装电池时需要在每段极片一端刮除浆料涂层,露出金属箔片。用连续涂布定长分切的工艺路线,效率低,不能满足最终进行规模生产的需要。因此我们考虑采用定长分段涂布方法,在涂布时按电池规格需要的涂布及空白长度进行分段涂布。采用单纯的机械装臵很难实现不同电池规格所需要长度分段涂布。我们在涂布头的设计中采