鋰電池極片生產(chǎn)制造中存在哪些問題

來源：存能電氣  日期：2019-04-08 17:18  瀏覽量：次

　　鋰電池極片生產(chǎn)制造中存在哪些問題?作為公認(rèn)的理想儲能元件，動力鋰電池得到高度關(guān)注。涂布機(jī)是動力鋰電池極片的生產(chǎn)關(guān)鍵工藝設(shè)備。

　　目前，鋰電池極片涂布工藝主要有刮刀式、輥涂轉(zhuǎn)移式和狹縫擠壓式等。一般實(shí)驗(yàn)室設(shè)備采用刮刀式，3C電池采用輥涂轉(zhuǎn)移式，而動力電池多采用狹縫擠壓式。

　　鋰電池極片生產(chǎn)制造中存在哪些問題?

　　1、刮刀涂布

　　箔基材經(jīng)過涂布輥并直接與漿料料槽接觸，過量的漿料涂在箔基材上，在基材通過涂輥與刮刀之間時(shí)，刮刀與基材之間的間隙決定了涂層厚度，同時(shí)將多余的漿料刮掉回流，并由此在基材表面形成一層均勻的涂層。

　　刮刀類型主要逗號刮刀。逗號刮刀是涂布頭中的關(guān)鍵部件之一，一般在圓輥表面沿母線加工成形似逗號的刃口，這種刮刀具有高的強(qiáng)度和硬度，易于控制涂布量和涂布精度，適用于高固含量和高黏度的漿料。

　　2、輥涂轉(zhuǎn)移式

　　涂輥轉(zhuǎn)動帶動漿料，通過逗號刮刀間隙來調(diào)節(jié)漿料轉(zhuǎn)移量，并利用背輥和涂輥的轉(zhuǎn)動將漿料轉(zhuǎn)移到基材上，工藝過程如圖2所示。輥涂轉(zhuǎn)移涂布包含兩個(gè)基本過程：

　　(1)涂布輥轉(zhuǎn)動帶動漿料通過計(jì)量輥間隙，形成一定厚度的漿料層;

　　(2)一定厚度的漿料層通過方向相對的涂輥與背輥轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)移漿料到箔材上形成涂層。

　　3、狹縫擠壓涂布

　　作為一種精密的濕式涂布技術(shù)，工作原理為涂布液在一定壓力一定流量下沿著涂布模具的縫隙擠壓噴出而轉(zhuǎn)移到基材上。相比其它涂布方式，具有很多優(yōu)點(diǎn)，如涂布速度快、精度高、濕厚均勻。

　　涂布系統(tǒng)封閉，在涂布過程中能防止污染物進(jìn)入，漿料利用率高、能夠保持漿料性質(zhì)穩(wěn)定，可同時(shí)進(jìn)行多層涂布。并能適應(yīng)不同漿料粘度和固含量范圍，與轉(zhuǎn)移式涂布工藝相比具有更強(qiáng)的適應(yīng)性。

　　要形成穩(wěn)定均勻的涂層，鋰電池涂布過程中就需要同時(shí)滿足這幾個(gè)條件：

　　(1)漿料性質(zhì)穩(wěn)定，不發(fā)生沉降，粘度、固含量等不變化。

　　(2)漿料上料供應(yīng)穩(wěn)定，在模頭內(nèi)部形成均勻穩(wěn)定的流動狀態(tài)。

　　(3)涂布工藝在涂布窗口范圍內(nèi)，在模頭與涂輥之間形成穩(wěn)定的流場。

　　(4)走箔穩(wěn)定，不發(fā)生走帶滑動，嚴(yán)重抖動和褶皺。

　　鋰電池涂布操作窗口是狹縫涂布一個(gè)重要的工藝參數(shù)，在實(shí)際生產(chǎn)中，當(dāng)工藝參數(shù)超出操作窗口的范圍時(shí)，涂布缺陷便會產(chǎn)生。而涂布膜出現(xiàn)的缺陷種類眾多，原因各異，本文主要針對鋰電池狹縫擠壓涂布，就幾種常見缺陷進(jìn)行分析，并給出相應(yīng)解決方案。常見缺陷有點(diǎn)缺陷、邊緣效應(yīng)、鋸齒缺陷等。

　　點(diǎn)狀缺陷

　　1.氣孔

　　氣泡產(chǎn)生的針孔缺陷比較容易理解，濕膜中的氣泡從內(nèi)層向膜表面遷移，在膜表面破裂形成針孔缺陷。氣泡主要來自攪拌、涂液輸運(yùn)以及涂布過程。

　　2.異物縮孔

　　各種顆粒產(chǎn)生。外來顆粒的存在導(dǎo)致顆粒表面處的濕膜存在低表面張力區(qū)域，液膜向顆粒周圍發(fā)射狀遷移，形成縮孔點(diǎn)狀缺陷。

　　3.團(tuán)聚體顆粒凸起

　　如果漿料攪拌不均勻，導(dǎo)電劑沒有分散開，形成團(tuán)聚體時(shí)就會產(chǎn)生此類缺陷，鋰電池極片表面出現(xiàn)大面積的凸起，放大這些地方觀察，發(fā)現(xiàn)這是導(dǎo)電劑的團(tuán)聚體。這種缺陷主要還是改善漿料攪拌工藝來消除。

　　以上就是鋰電池極片生產(chǎn)制造中出現(xiàn)的問題，未來將會隨著工藝的進(jìn)步而解決。