鋰電池極片涂布工藝全解析:從原理到異常處理
鋰電池極片涂布是將正負極漿料均勻涂覆于金屬箔(鋁箔/銅箔)表面并烘干成型的核心工序,直接決定電池能量密度與循環壽命。其核心原理是通過涂輥帶動基材勻速運行,螺桿泵精準輸送漿料至擠壓頭唇口,經均勻展平后轉移至基材表面,再通過烘箱加熱蒸發溶劑,使固體活性物質牢固粘結于金屬箔上。工藝控制需圍繞涂敷重量、膜片寬度、錯位精度等關鍵指標,結合來料、環境、人員管控,形成全流程質量保障體系。

一、核心工藝參數與控制邏輯
1. 涂敷重量:由螺桿泵轉速主導,尾部XRay重量檢測儀與激光測厚儀實時監控,確保涂層重量均勻性,偏差控制在±2%以內;
2. 膜片寬度:通過擠壓頭墊片尺寸精準設定,陰極FRL寬度同步由墊片控制,有效涂膜寬度可在395650mm范圍內適配;
3. 正反面錯位:操作員通過主控系統調控,重點監控左右極耳高度差,避免錯位影響后續裝配;
4. 失重控制:依賴烘箱溫度與風頻協同調節,確保溶劑充分揮發,同時避免涂層開裂或殘留溶劑超標;
5. 運行速度:機械速度可在150m/min范圍內調整,需與供料速度、干燥效率動態匹配。
二、全流程管控要求
1. 來料管控
基材規格:鋁箔厚度930μm、銅箔630μm,寬度390700mm,需保證橫向重量均勻性(Range≤1.5mg);
漿料要求:固含量穩定,攪拌后需打循環30min以上,24小時內完成使用避免黏度變化。
2. 環境管控
溫濕度:溫度2060℃,濕度≤45%,防止漿料吸潮或基材變形;
輔助條件:壓縮空氣壓力0.50.7MPa,設備采用三相AC380V±10%電源,確保運行穩定。
3. 人員管控
工具與勞保:配備無塵紙、螺旋測微器、隔熱手套等輔助工具,員工需規范佩戴手套、口罩、勞保鞋;
培訓與考核:新員工經入職培訓(合格60分)、定崗培訓后,需通過理論+實操考核獲取《上崗證》方可上崗;
安全要求:嚴格遵守“預防為主”的消防與安全生產方針,重點防范化學品(酒精、電解液)與壓力容器風險,鋰電池著火需按特殊預案處置,落實“三不傷害”原則。
三、常見異常與精準處理方案
1. 涂布重量異常
橫向W型/左右不均:更換合格基材(橫向Range≤1.5mg),或重新調節唇口間距(逆時針調大、順時針調小,每次15°左右)、標定刀距(單面生產刀距150μm,雙面需疊加凈涂層厚度);
縱向波動/突變:檢修螺桿泵(定子/轉子磨損)、傳動系統(同步帶/光柵尺故障),重新標定XRay(系數≥0.995,單面EB差值≤2mg);
漸變異常:更換堵塞的過濾器,檢修液位控制系統,調試傳動輥避免走帶打滑。
2. 涂布尺寸異常
測長W型波動:緊固或更換測長編碼器彈片,校正編碼輥同心度,改善單面尺寸穩定性;
尺寸突變:因基材色差導致的感應漂移,需重新標定測長系統;
漸變異常:更換間隙閥密封件,排查漏料問題,或更換固含量不合格的漿料。
3. 削薄與外觀異常
頭尾部厚/薄:調整頭部增厚/削薄值(每次12mm),調節隔膜閥開度控制回流壓力,避免露金屬或鼓邊;
氣泡:延長漿料循環時間至3060min,提高泵速30%50%,更換間隙閥密封件;
裂紋:優化漿料配方,降低烘箱溫度23℃、風頻12HZ,嚴重時整體下調510℃及35HZ;
麻點:更換浸潤性更好的基材,優化漿料攪拌工藝(增加CMC捏合量),罐底料需拉空后注入新漿料。
關鍵詞:非晶涂布機
鋰電池極片涂布工藝的核心是“精準匹配”與“快速響應”,需通過標準化參數設置、全流程管控及針對性異常處理,將涂層均勻性、尺寸精度等關鍵指標控制在合理范圍,為鋰電池的穩定性能奠定基礎。
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