鋰電池涂布技術生產工藝流程詳解

來源：存能電氣  日期：2019-08-02 13:23  瀏覽量：次

　　鋰電池涂布技術生產工藝流程詳解。極片涂布對鋰電池的容量、一致性、安全性等的具有重要的意義。據不完全統計：因極片涂布工藝引起的電池失效占全部原因引起的鋰電池失效的比例超過10%，也是行業里的熱門話題之一。極片涂布一般是指將攪拌均勻的漿料均勻地涂覆在集流體上，并將漿料中的有機溶劑進行烘干的一種工藝。

　　鋰電池涂布技術生產工藝流程詳解

　　涂布的方法由原來的浸涂、擠壓發展到目前最先進的雙面同時涂布，無不都是為了提高極片的涂布品質和性能，國內有些經濟實力雄厚的單位，為了制造性能可靠的鋰離子電池，化費大筆資金引進國外價格昂貴的極片涂布機。

　　涂布的一般工藝流程：涂布基片由放卷裝置放出供入涂布機。基片的首尾在接片臺連接成連續帶后由拉片裝置送入張力調整裝置和自動糾偏裝置，經過調整片路張力和片路位置后進入涂布裝置。極片漿料在涂布裝置按預定涂布量和空白長度分段進行涂布。

　　在雙面涂布時，自動跟蹤正面涂布和空白長度進行涂布。涂布后的濕極片送入干燥道進行干燥，干燥溫度根據涂布速度和涂布厚度設定。干燥后的極片經張力調整和自動糾偏后進行收卷，供下一步工序進行加工。

　　極片漿料涂層比較厚，涂布量大，干燥負荷大。目前普遍采用的是熱風沖擊干燥技術。正極基片為鋁箔，鋁箔的化學性質很活潑，很容易氧化。在鋁箔的制造過程中會形成一層致密的氧化膜，阻止了鋁箔的進一步氧化，由于氧化膜較薄且多孔，質軟，具有良好的吸附性，但高溫高濕可以破壞這層氧化膜，加快氧化反應。

　　目前均是采用單面涂布方式，當第一面涂布時另一面就完全暴露在熱風空氣中，而恰恰涂布（油系）干燥的熱風要在130℃左右，如熱風中水份含量沒有得到有效控制就會加烈了鋁箔的氧化而影響正極材料與鋁箔粘合，嚴重的甚至造成脫落。

　　涂布方式的選擇和控制參數對鋰離子電池性能的有重要影響，主要表現在：

　　1）涂布干燥溫度控制：若涂布時干燥溫度過低，則不能保證極片完全干燥，若溫度過高，則可能因為極片內部的有機溶劑蒸發太快，極片表面涂層出現龜裂、脫落等現象；

　　2）涂布面密度：若涂布面密度太小，則電池容量可能達不到標稱容量，若涂布面密度太大，則容易造成配料浪費，嚴重時如果出現正極容量過量，由于鋰的析出形成鋰枝晶刺穿電池隔膜發生短路，引發安全隱患；

　　3）涂布尺寸大小：涂布尺寸過小或者過大可能導致電池內部正極不能完全被負極包住，在充電過程中，鋰離子從正極嵌出來，移動到沒有被負極完全包住的電解液中，正極實際容量不能高效發揮，嚴重的時候，在電池內部會形成鋰枝晶，容易刺穿隔膜導致電池內部電路；

　　4）涂布厚度：涂布厚度太薄或者太厚會對后續的極片軋制工藝產生影響，不能保證電池極片的性能一致性。

　　另外極片涂布對鋰電池的安全性有重要意義。涂布之前要做好5S工作，確保涂布過程中沒有顆粒、雜物、粉塵等混入極片中，如果混入雜物會引起電池內部微短路，嚴重時導致電池起火爆炸。

　　總結：涂布機是動力鋰電池極片生產的關鍵工藝設備。在鋰電池生產環節，價值量較大且技術含量較高的是涂布、切片、卷繞、注液、分成化容等。目前，我國主流鋰電設備生產商在大部分核心技術上已經取得突破，并已實現國產化，不過，高端涂布機依然無法完全替代進口。