双层涂布对厚电极的改善

上篇文中我们提到厚电极技术依旧还存在很多的问题，如涂布易开裂、孔隙不均匀、应力分布不均匀，浸润性能不佳，界面阻抗大等。本文将浅要分析双层涂布技术对厚电极的改善。（即需要思考双层涂布如何通过底层和表层的不同材料组合来缓解这些问题）
锂离子双层涂布技术是一种不同于常规单层涂布工艺的技术，其通过分层涂覆不同特性的浆料来达到优化电极性能。
双层涂布的核心在于分层设计涂布浆料配方，通过调整配方配比，材料配比来改善电芯的性能，目前的双层涂布技术上下层面密度设置相同，以此来达到正常的容量发挥。

一.双层涂布改善厚电极应力不均问题

由于单层涂布中溶剂挥发速率不一致，导致表层底层产生应力差；以及粘结剂自然状态下表层底层不一致等进一步加剧应力不均的现象。
我们可以通过双层不同不同层的材料功能，来物理或化学分散应力。如底层可能设计成高粘结力和柔韧性，吸收和缓冲在充放电过程中活性材料的体积变化，而表层可能注重离子传输和机械支撑，防止裂纹扩展。（即底部增高粘结剂含量，上层多些导电剂含量）这样在干燥后，底层有足够的粘结剂来增强与集流体的结合力，使电极在受到外力或充放电过程中的体积变化时，能够更好地将应力传递到集流体，避免因粘结力不足导致的应力集中和电极脱落，从而改善应力分布不均匀的情况。

（注：应力不均受多个方面影响，这里只是举例从粘结剂角度调整）

二.双层涂布改善孔隙率均匀性问题

由于溶剂挥发速率不一致及颗粒重量影响的效果，往往厚电极出现孔隙不均匀的问题。
我们可以通过采用大小颗粒分层涂布方式来进行缓解，使其均匀。如上层使用大颗粒材料，底层使用小颗粒材料。粒径活性物质层可形成相对较大的离子传输通道，孔隙率较高，便于锂离子快速扩散，使电解液能够更充分地渗透到电极内部，提高电极内部的孔隙率均匀性。小粒径活性物质层则能增加与集流体的接触面积，提高电子传导效率，同时其堆积方式也会形成一些较小的孔隙，这些孔隙与大粒径活性物质形成的孔隙相互补充，使得电极从集流体到表面的孔隙大小分布更加合理，从而改善孔隙率分布不均的情况。

我们也可以使底层高密度低孔隙，上层低密度高孔隙。来增强底层对集流体的附着力，避免界面剥离；以及增加表层高的容纳膨胀效果，从而侧面缓解应力不均等造成的孔隙撕裂。
（注：影响孔隙率方式很多，所以设计涂布方式也很多，这里只是从材料大小颗粒举例）

三.双层涂布改善厚电极界面阻抗问题

由于厚电极厚度增加，电解液浸润变长等原因导致的阻抗增加，导电性下降。
我们可以通过底层高电子导电路径与表层高离子渗透结构的协同设计。
小结：双层涂布技术可以通过不同配比的组合，不同材料的组合来解决实际性的一些问题，且方式不管直接还是间接都不止一种，因为导致性能恶化的原因不止一点。所以需要辩证的去进行分层设计。