涂布工艺均匀性挑战，磷酸铁锂涂布均匀性解决方案！
锂电那些事今日第二条2025年01月13日 星期一
在锂电池的生产过程中，涂布工艺是至关重要的环节之一。涂布的均匀性直接影响着锂电池的性能和质量。深入研究锂电池涂布均匀性及其对锂电池的影响具有重要的现实意义。
所谓涂布均匀性是指在涂布区域内涂层厚度或涂胶量分布的一致性。涂层厚度或涂胶量的一致性越好，涂布均匀性越好，反之越差。涂布均匀性并没有统一的度量指标，可以用一定区域内各点的涂层厚度或涂胶量相对于该区域的平均涂层厚度或涂胶量之偏差或偏差百分比来衡量，也可以用一定区域内最大和最小涂层厚度或涂胶量之差来衡量。涂层厚度通常用µm表示，而涂胶量用g/㎡表示。
涂布均匀性的问题表现
在实际的涂布过程中，由于各种因素的影响，极片表面会出现不同程度的厚度差异。这是由于涂布设备的精度不够、工艺参数控制不当或者原材料的质量问题等原因引起的。活性物质分布不均匀会导致电池内部的电化学性能不一致，从而影响电池的整体性能。2、存在局部涂布过厚或过薄的区域。局部涂布过厚会导致电池的能量密度降低，同时也会增加电池内部的电阻，影响电池的充放电性能。局部涂布过薄则会导致电池的容量不足，甚至会出现短路等安全问题。涂布均匀性对锂电池的影响
1、电池容量不一致，影响整体性能的稳定性。由于涂布不均匀，不同区域的活性物质含量不同，从而导致电池的容量不一致。在使用过程中，容量较小的区域会先于容量较大的区域达到充放电极限，从而影响电池的整体性能稳定性。2、降低电池的能量密度，限制其储能能力。涂布不均匀会导致电池内部的空间利用率降低，从而降低电池的能量密度。此外，局部过厚的区域还会增加电池的重量，进一步降低电池的能量密度。3、缩短电池的循环寿命，降低其使用可靠性。涂布不均匀会导致电池内部的电化学性能不一致，从而在充放电过程中产生局部过充或过放的现象。这会加速电池的老化，缩短电池的循环寿命，降低其使用可靠性。解决措施
选择表面平整度高、厚度均匀且材质特性适合的基材。基材的表面平整度和厚度均匀性直接影响着涂布的质量。因此，在选择基材时，应选择表面平整度高、厚度均匀的材料。同时，还应根据电池的性能要求和涂布工艺的特点，选择材质特性适合的基材。 精确调整胶黏剂的工作粘度，增强其对基材表面的亲和力，确保涂布的均匀性和稳定性。胶黏剂的工作粘度对涂布的均匀性和稳定性有着重要的影响。如果胶黏剂的工作粘度过高，会导致涂布不均匀；如果胶黏剂的工作粘度过低，则会影响胶黏剂的粘结力，从而影响电池的性能。因此，应精确调整胶黏剂的工作粘度，使其既能保证涂布的均匀性和稳定性，又能满足电池的性能要求。严格控制涂布辊的形位公差、提高刚性、保证动静平衡质量、优化表面质量和确保温度均匀性，从而减少涂布过程中的偏差。涂布辊的形位公差、刚性、动静平衡质量、表面质量和温度均匀性都会影响涂布的质量。因此，应严格控制涂布辊的这些参数，使其能够满足涂布工艺的要求。设计运行速度稳定的涂布机，提高整体稳定性，增强涂布钢辊和胶辊合压机构的精度和灵敏度，实现精准涂布。涂布机的运行速度稳定性、涂布钢辊和胶辊合压机构的精度和灵敏度都会影响涂布的质量。因此，应设计运行速度稳定的涂布机，提高整体稳定性，增强涂布钢辊和胶辊合压机构的精度和灵敏度，实现精准涂布。通过精确控制涂布速度、厚度和温度等参数，实现材料的均匀分布和一致的厚度，确保涂布质量。工艺参数的优化是提高涂布均匀性的关键。应通过精确控制涂布速度、厚度和温度等参数，实现材料的均匀分布和一致的厚度，确保涂布质量。引入先进的自动化控制系统，实现工艺参数的精准设置和实时调整，降低人为因素的干扰，提高产品的一致性和稳定性。自动化操作可以降低人为因素的干扰，提高产品的一致性和稳定性。因此，应引入先进的自动化控制系统，实现工艺参数的精准设置和实时调整。磷酸铁锂VS三元涂布
在锂电池的涂布过程中，磷酸铁锂相比于三元锂电池更容易出现涂布问题。具体来说，磷酸铁锂的浆料在涂布时更容易出现“越涂越薄”的现象，这主要是由于磷酸铁锂浆料的表面积大，附着力强，容易导致涂布不均匀。此外，磷酸铁锂电池的涂布对设备和工艺的要求也较高，如需要精确控制涂布温度、涂布速度等，以确保涂布质量。
因此，在涂布生产过程中，需要特别注意对磷酸铁锂电池涂布过程的优化和控制，以减少涂布问题的发生。磷酸铁锂电池涂布不均，不仅电池一致性就欠好，还关系到规划、运用安全性等问题。所以，磷酸铁锂电池制造过程中对涂布均一性的控制很严厉。做配方、涂布工艺的知道，资料颗粒越小，涂布越难做均匀。电极浆料应属非牛顿流体中的触变流体，该类流体的特点是停止时粘稠，甚至呈固态，但搅动后变稀而易于流动。粘结剂在亚微观状态下是线性或网状结构，搅动时，这些结构被破坏，流动性就好，停止后，它们又从头构成，流动性就变差。磷酸铁锂颗粒细微，平等质量下，颗粒数量增加，要把他们联结起来组成有用的导电网络，需要的导电剂的量也相应增加。颗粒小、导电剂用量增加，所需的粘结剂用量也上升。静置时，更简单构成网状结构，流动性比惯例资料差。从拌和器取出后浆料到涂布的过程中，很多厂商仍是选用周转桶搬运，过程中浆料不拌和或许拌和强度低，浆料的流动性发生变化，逐渐变得粘稠，以至于像果冻一样。流动性欠好，导致涂布的均一性欠好，表现为极片面密度公差增大，外表描摹欠好。根本的是从资料上进行改进，如进步导电性加大颗粒、颗粒球形化等，短时间内或许有用果较为有限。立足现有资料，从电池加工的角度来说，改进的途径，可从以下几项进行测验：所谓的“线形”“颗粒形”导电剂是笔者形象的说法，学术上或许不是如此描述。选用“线形”导电剂，现在主要是VGCF(碳纤维)和CNTs(碳纳米管)、金属纳米线等。它们直径在几个纳米到几十纳米，长度在几十微米以上甚至于几厘米，而现在常用的“颗粒形”导电剂(如SuperP，KS-6)尺寸一般在几十个纳米，电池资料的尺寸为几个微米。“颗粒形”导电剂和活性物质组成的极片，触摸相似点和点之间的触摸，每个点能只与周围的点发生触摸;“线形”导电剂与活性物质组成的极片中，是点和线、线和线的触摸，每个点能够一起和多根线触摸，每根线也能够一起和多根线触摸，触摸的节点更多，导电通道也就更为通畅，导电能力也就更好。运用多种不同形状的导电剂组合，能够发挥更好的导电作用。运用CNTS或许VGCF等“线性”导电剂或许产生的影响有：(1)线性导电剂在必定程度上提高粘结作用，进步极片柔韧性和强度;(2)削减导电剂用量(记得曾有报道说CNTS的导电效能为同质量(分量)惯例颗粒导电剂的3倍)，综合(1)，胶用量也有或许下降，活性物质含量可进步;(4)导电网络触摸节点多，网络更为完善，倍率功能较惯例导电剂更为超卓;散热功能提高，对高倍率电池很有意义;(6)资料价格较高，本钱上升。1Kg导电剂，常用的SUPERP仅为数十元，VGCF大约两三千元，CNTS比VGCF略高(当增加量为1%时，1KgCNTs以4000元计算，大约每Ah本钱增加0.3元);(7)CNTS、VGCF等比外表较高，怎么涣散是运用中必需处理的一个问题，不然涣散欠好功能得不大发挥。可凭借超声涣散等手法。有CNTs厂家供给涣散好的导电液。涣散作用好的浆料，则颗粒触摸团聚的概率会大为下降，浆料的稳定性会得到很大改进。经过配方、配料工步的改进在必定程度上能够改进涣散作用，选用前面提及的超声涣散也是一个有用方法。浆料储存时可考虑进步拌和速度避免浆料粘稠;关于运用周转桶搬运浆料的，尽或许缩短出料到涂布的时间，有条件的改用管道输送，改进浆料粘稠现象。揉捏涂布能够改进刮刀涂布外表纹理、厚度不均等现象，可是设备价格较高，对浆料的稳定性要求较高。
本公众 号部分内容来源于网络平台，小编整理，仅供学习与交流，非商业用途！对文中观点判断均保持中立，版权归原作者所有，如有报道错误或侵权，请尽快私信联系我们，我们会立即做出修正或删除处理。谢谢！
