锂电池生产主要的工序是混料跟涂布

摘要

约束一条锂电池生产线的产能的工序首要在于混料和涂布。

跟着国家对锂电池厂产品产能的要求越来越高，锂电池准入门槛也越来越高。在当下的锂电池领域中，产品的性能、本钱决定了一个锂电企业的生死存亡。下降锂电池生产本钱的有用办法是进步锂电池单条线的产能。

约束一条锂电池生产线的产能的工序首要在于混料和涂布。混料技术现在首要有干法和湿法混料两种办法，干法混料办法具有时间短、分散好等长处，缺点是对设备的要求高，对设备的损害比较大，产品浆料的性质变动要素比较多。湿法混料办法在市场上也占有一定比例，其特色是浆料性质相对好控制，对设备损害小，缺点是时间比较长。

在涂布办法上，现在锂电池制作大部分选择了条缝式揉捏涂布，由于此种办法属于预计量涂布，且原材料不会与环境发生物质交换，避免了浆料的污染。一起，条缝式揉捏涂布具有可控规模广，精度高等特色，非常适宜用于锂电池制作。约束涂布极片产能的地方在于涂布速度，而涂布速度快慢首要还得看浆料成膜质量和湿膜枯燥速度。湿膜枯燥速度首要受到枯燥功率，回收功率等影响，进步浆料的固含量也是一个有用的进步生产功率的办法，据悉某些锂电厂家已将正极浆料的目标固含量定到了85%以上。当然，浆料好做，涂布难涂，高固含量的浆料是否适宜涂布还得看涂布设备。那么久需求了解涂布机的涂布窗口特性。

▲图1.揉捏涂布头截面示意图

图1是揉捏涂布头的一个截面示意图，浆料涂布的进行首要依托两个要素一个是涂珠的压差即PD-PU，一个是基材的走带速度。涂珠压差大而涂布速度慢时，上游半月板就会与基材走带方向反向运动，发生涂布缺点。反之，当涂珠压差小耳涂布速度快时，则会混入空气发生缺点。所以说，在涂布时存在一个涂珠压差规模，在这个规模内上半月与下半月能够安稳存在，才干涂出质量符合要求的液膜。下面依据一篇文献中的比如，阐明下涂布窗口是怎么确认的。

▲图2.实验装置示意图

实验装置大约如图2所示，涂布头与辊子的水平线呈30°夹角，此处没有涂覆在基材上再经过枯燥，而是直接涂在高精度的钢棍上，在钢棍边上装置有一个二维激光传感器体系来勘探湿膜的形貌，湿膜质量好坏以地形图表现出来。涂布采样完成后，尾部装置有刮刀将浆料收回废料桶。

返回到图1，定义几个字母：G是涂头和基材空隙值，H是湿膜厚度，U是移动速度。另外定义了无量纲参数。

G*=G/H——公式(1)

将空隙G设定为127μm，以此为基础确认最低的临界速度和最大的体积流量，实验成果如图3所示。其中，蓝色方块代表均一的液膜和安稳的涂布调机，十字格子和十字代表含有缺点的涂布参数。

▲图3.空隙为127μm时涂布窗口特性图(左)空隙为101.6μm时涂布窗口特性图

图中以G*为横坐标，以毛细管数量Ca为纵坐标。在流体力学中，常用毛细管数和两相粘度比来表征预测两相流体中分散相液滴的形变和决裂发生的程度和或许性。

Ca=η*U/σ——公式(2)

其中η是动态粘度，σ为表面张力。由图3(左)能够看出，当下降G*值和Ca值时能够得到好的薄膜，而增大G*值和Ca值时薄膜就会出现缺点。当G*值最大为1.9时，依然能够得到安稳的涂层，依据G值核算此刻的膜厚为67μm。如果把空隙G设为101.6μm，需求进步走带速度才干获得和左图相同的图形，G*与Ca的关系如图3(右)所示。由于速度进步了，下降空隙后，最小湿膜厚度的值下降到59μm，对应最大G*为1.71。同样，空隙下降为76.2时，温度的湿膜厚度最低降到55μm，对应最大G*为1.39。

经过以上的比如，能够了解到关于某种浆料，涂布窗口的确认办法。那么怎么将其应用到实践生产中呢？以下举两个比如：

用法一、在浆料的粘度和与基材的表面张力一定的状况下，能够经过改换走带速度和空隙值来做出相似的涂布窗口特性图，以此确认此种浆料的涂布产品质量安稳的大致临界规模，超过此规模则或许出现涂布缺点。

用法二、规划电芯时，面密度是一个要害的参数，依据面密度值、浆料固含量、浆料密度能够核算得出所需湿涂料的厚度，如果在对产值有要求的状况下(涂布速度确认)，能够依据涂布窗口特性图确认涂布所需的大致空隙。相反，也能够依据窗口特性选定适宜的空隙规模后，确认涂布速度的临界值。

除了以上两个用法之外，也能够探究出其它的用法，需求注意的是实践设置参数时需求考虑到涂布设备的精度、校准状况等要素进行微调。