锂电涂布缩孔及其解决方案！
锂电那些事今日第二条2024年08月28日 星期三
锂电池涂布缩孔是在锂离子电池电极片涂布过程中常见的一种涂布缺陷，主要表现为电极极片表面出现的圆形或近乎于圆形凹陷。这种缺陷不仅影响电极片的外观质量，还可能对电池的性能产生负面影响，如降低电池容量、增加内阻、影响电池循环寿命等。以下是对锂电池涂布缩孔的详细分析：
图1：涂布时出现的缩孔案例
一、成因分析
表面张力梯度：缩孔的形成从根本上讲是由于成膜时所产生的表面张力梯度造成的，这种现象称之为Maragoni效应。材料间表面张力不匹配是产生缩孔的主要诱因。
微粒存在：在涂布过程中，如果膜面中存在低表面张力的微粒（如粉体、油滴等），这些微粒会造成中央表面张力较低，流体以污染物为中心向四周迁移，最终形成边缘高于中心的圆形下陷，即缩孔。
工艺参数：涂料的粘度、流动性以及干燥风速和烘箱温度等都可能改变表面张力及其作用过程，从而诱发缩孔的产生。
二、解决方案
针对锂电涂布缩孔问题，可以采取以下几种解决方案：
材料表面结构改性：
通过对石墨材料表面进行改性，提高极性基团，增加其亲水性，从而改善其与涂料的相容性，减少缩孔的产生。
调整粘合剂分子结构：
通过调整粘合剂有效成分的分子结构，降低其极性基团的含量，有效降低LA型水性粘合剂产品的表面张力，提高其对石墨材料的润湿程度，从而减少缩孔的形成。
添加表面活性分散剂：
在浆料中添加PVP、CMC等具有表面活性的分散剂，保证对低表面张力的颗粒的乳化分散，提高石墨材料在水中的分散能力，即提高水对石墨材料的润湿程度，从而减少缩孔的产生。
优化涂布工艺参数：
控制涂料粘度、流动性以及干燥风速和烘箱温度等工艺参数，以减少表面张力梯度及其作用过程对涂布质量的影响。
提高浆料粘度：
增加浆料的粘度有助于减少流动过程中微粒的迁移和聚集，从而降低缩孔的产生几率。
缩短干燥时间：
适当缩短干燥时间可以减少干燥过程中表面张力的变化，有助于减少缩孔的形成。
三、实际应用中的注意事项
在实际生产过程中，需要根据具体情况选择合适的解决方案，并不断优化工艺参数。同时，还需要加强生产过程中的质量控制和监测，及时发现并处理涂布缩孔等质量问题。此外，定期对生产设备进行维护和保养也是确保涂布质量稳定的重要措施之一。
综上所述，锂电池涂布缩孔是一个复杂的问题，需要从材料、工艺和设备等多个方面进行综合分析和解决。通过采取上述措施，可以有效降低涂布缩孔的发生几率，提高锂离子电池的性能和稳定性。
