涂布工艺对锂电池性能的影响

摘要：涂布工艺是一种基于对流体物性的研究，锂离子电池涂布工艺在设计过程中能否准确地运用最佳的涂布、干燥工艺，平衡两者的关系，最终影响到涂布的综合技术性能。下面来了解下涂布工艺对锂电池性能的影响，锂电池涂布机工艺流程。

一、涂布工艺对锂电池性能的影响

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。涂布的效果对电池容量、内阻、循环寿命以及安全性有重要影响，保证极片均匀涂布。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。

二、锂电池涂布机工艺流程

所谓涂布就是指糊状聚合物、熔融态聚合物或聚合物溶液涂布于薄膜上制得复合膜的方法，对于锂离子电池而言，涂布基片（薄膜）是金属箔，一般为铜箔或者铝箔。

整个涂布过程就是从基片放入涂布机（称为放卷）到涂布后的基片从涂布机中出来（称为放卷）的若干连续工序。其整个流程为：放卷→接片→拉片→张力控制→自动纠偏→涂布→干燥→张力控制→自动纠偏→收卷。

“张力控制”和“自动纠偏”并不是的工序，而是介于两个工序之间的辅助手段，它是由涂布机设置好的，张力控制与自动纠偏的精度反映出涂布机的质量。

在这样一个流程下，涂布机的工作方法是由以下步骤组成的：

1、铜/铝箔由放卷装置进入涂布机。

2、基片的首尾在接片后连接成连续带。

3、连续带由拉片装置送入“张力控制”和“自动纠偏”装置，然后进入涂布装置。

4、涂布阶段：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。

5、干燥：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厚度而设定。

6、成型：干极片再经过“张力控制”和“自动纠偏”后成型、收卷。

一台涂布机设备如果在这六个方面做的好，就可以通过完整的工艺流程，取得很好的生产效果，为下一步制造出容量更高的锂电池打下基础。因为锂电池充电实际上是锂离子向正极运动的过程，正极材料越好，则可以接受的锂离子就会越多，表现为锂电池的容量越大，电量越足。