锂电池涂布技术生产工艺流程详解

锂电池涂布技术生产工艺流程详解。极片涂布对锂电池的容量、一致性、安全性等的具有重要的意义。据不完全统计：因极片涂布工艺引起的电池失效占全部原因引起的锂电池失效的比例超过10%，也是行业里的热门话题之一。极片涂布一般是指将搅拌均匀的浆料均匀地涂覆在集流体上，并将浆料中的有机溶剂进行烘干的一种工艺。

锂电池涂布技术生产工艺流程详解

涂布的方法由原来的浸涂、挤压发展到目前最先进的双面同时涂布，无不都是为了提高极片的涂布品质和性能，国内有些经济实力雄厚的单位，为了制造性能可靠的锂离子电池，化费大笔资金引进国外价格昂贵的极片涂布机。

涂布的一般工艺流程：涂布基片由放卷装置放出供入涂布机。基片的首尾在接片台连接成连续带后由拉片装置送入张力调整装置和自动纠偏装置，经过调整片路张力和片路位置后进入涂布装置。极片浆料在涂布装置按预定涂布量和空白长度分段进行涂布。

在双面涂布时，自动跟踪正面涂布和空白长度进行涂布。涂布后的湿极片送入干燥道进行干燥，干燥温度根据涂布速度和涂布厚度设定。干燥后的极片经张力调整和自动纠偏后进行收卷，供下一步工序进行加工。

极片浆料涂层比较厚，涂布量大，干燥负荷大。目前普遍采用的是热风冲击干燥技术。正极基片为铝箔，铝箔的化学性质很活泼，很容易氧化。在铝箔的制造过程中会形成一层致密的氧化膜，阻止了铝箔的进一步氧化，由于氧化膜较薄且多孔，质软，具有良好的吸附性，但高温高湿可以破坏这层氧化膜，加快氧化反应。

目前均是采用单面涂布方式，当第一面涂布时另一面就完全暴露在热风空气中，而恰恰涂布（油系）干燥的热风要在130℃左右，如热风中水份含量没有得到有效控制就会加烈了铝箔的氧化而影响正极材料与铝箔粘合，严重的甚至造成脱落。

涂布方式的选择和控制参数对锂离子电池性能的有重要影响，主要表现在：

1）涂布干燥温度控制：若涂布时干燥温度过低，则不能保证极片完全干燥，若温度过高，则可能因为极片内部的有机溶剂蒸发太快，极片表面涂层出现龟裂、脱落等现象；

2）涂布面密度：若涂布面密度太小，则电池容量可能达不到标称容量，若涂布面密度太大，则容易造成配料浪费，严重时如果出现正极容量过量，由于锂的析出形成锂枝晶刺穿电池隔膜发生短路，引发安全隐患；

3）涂布尺寸大小：涂布尺寸过小或者过大可能导致电池内部正极不能完全被负极包住，在充电过程中，锂离子从正极嵌出来，移动到没有被负极完全包住的电解液中，正极实际容量不能高效发挥，严重的时候，在电池内部会形成锂枝晶，容易刺穿隔膜导致电池内部电路；

4）涂布厚度：涂布厚度太薄或者太厚会对后续的极片轧制工艺产生影响，不能保证电池极片的性能一致性。

另外极片涂布对锂电池的安全性有重要意义。涂布之前要做好5S工作，确保涂布过程中没有颗粒、杂物、粉尘等混入极片中，如果混入杂物会引起电池内部微短路，严重时导致电池起火爆炸。

总结：涂布机是动力锂电池极片生产的关键工艺设备。在锂电池生产环节，价值量较大且技术含量较高的是涂布、切片、卷绕、注液、分成化容等。目前，我国主流锂电设备生产商在大部分核心技术上已经取得突破，并已实现国产化，不过，高端涂布机依然无法完全替代进口。