電池極片塗布方法有哪些?
電池極片漿料塗布質量好壞關鍵之一是選擇合適的塗布方法。大約有20多種電池塗布方法可以用于將液體料液塗布于支持體上,而每一種技術有許多專門的配置,所以有許多種塗布型式可供選擇。


在研制锂離子電池實驗室研究階段,有用刮棒、刮刀或擠壓等自制簡單的塗布實驗裝置進行極片塗布試驗,只能塗布出少量樣品供實驗研究,效果並不太理想,並存在各種各樣的問題。
一般選擇塗布方法需要從下面幾個方面考慮,包括:塗布的層數,濕塗層的厚度,塗布液的流變特性,要求的塗布精度,塗布支持體或基材,塗布的速度等。
如何選擇適合極片漿料的塗布方法?除上述因素外,還必須結合極片塗布的具體情況和特點。
锂離子電池极片涂布特点是:
①雙面單層塗布;
②漿料濕塗層較厚(100~300um);
③漿料爲非牛頓型高粘度流體;
④相對于一般塗布産品而言,極片塗布精度要求高,和膠片塗布精度相近;
⑤塗布支持體爲厚度爲10~20um的鋁箔和銅箔;
⑥和膠片塗布速度相比,極片塗布速度不高。
首先從塗布層數來考慮選擇塗布的技術路線。極片需要在金屬箔兩面都塗漿料。目前有同時在支持體兩面進行塗布的技術,但如果選用同時雙面塗布方法,就會使塗布後的幹燥和極片傳送設備變成極爲複雜和難于操作。因此我們的塗布技術路線決定選用單層塗布,另一面在幹燥後再進行一次塗布。考慮到極片塗布屬于厚塗層塗布。刮棒、刮刀和氣刀塗布只適用于較薄塗層的塗布,不適用于極片漿料塗布。在余下的幾種塗布方法中,浸塗最爲簡單,但其塗布厚度受塗布漿料粘度和塗布速度影響,難于進行高精度塗布。
綜合考慮極片漿料塗布的各項特殊要求,擠壓塗布或輥塗可供選擇。
1、條縫擠壓塗布
擠壓塗布技術是較爲先進的技術,可以用于較高粘度流體塗布,能獲得較高精度的塗層。采用條縫擠壓塗布,如何獲得均勻的塗層?必須使擠壓嘴的設計及操作參數在一個合適的範圍內,也就是進入在塗布技術中稱爲“塗布窗口”的臨界條件範圍內,才能進行正常塗布。
擠壓嘴的設計對塗布精度有極爲重要的影響。因此設計時需要有塗布漿料流變特性的詳細數據。而一旦按提供的流變數據設計加工出的擠壓嘴,在塗布漿料流變性質有較大改變時,就有可能影響塗布精度,擠壓塗布設備比較複雜,運行操作需要專門的技術。
2、輥塗工藝的塗布窗口
輥塗是比較成熱的塗布工藝,如果有高精度塗布輥和精密軸承,有可能得到均勻度較好的塗層。輥塗可以應用于極片漿料的塗布。
輥塗有多種型式,按輥的轉動方向區分就有順轉輥和逆轉輥塗布兩種。此外還有配置3輥、4輥等多達10多種輥塗型式。
究竟用哪一種輥塗型式比較好呢?這要根據各種漿料的流變性質進行選擇。也就是所設計的輥塗型式,結構尺寸,操作條件,塗液的物理性質等各種條件必須在一個合理的範圍內,也就是操作條件進入塗布窗口,才能塗布出無弊病的塗層。
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