涂布厚边形成的原因、影响、解决方法
极片涂布的终极目标:
将搅拌均匀的浆料按设计的面密度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。最终希望得到的极片是厚度均匀、面密度均匀、外观良好。
涂布过程中,由于设计、浆料、涂布工艺等因素会造成涂布缺陷。双侧厚边就是常见的一种缺陷。
厚边形成的原因
在涂布过程中,由于边缘处的浆料受到的剪切力与内部不同,容易出现流动不均匀的情况,导致涂层两侧边缘厚度增加,形成半月形特征,如上图所示。
厚边现象带来的负面影响
(1)导致极卷鼓边现象,严重时会造成极片断裂,这严重影响涂布收卷整洁度及其后续工序
(2)影响极片的辊压工艺,由于边缘厚度较中间部位大几微米或十几微米,辊压时,边缘厚度大的区域承受更大的轧制力,从而导致极片辊压压实横向密度不一致,一方面这会造成辊压之后的极片翘曲度更大形成蛇形极片,在后续的分条或模切、卷绕等工艺过程中,极片张力分布不均衡,极片收放卷对齐度无法保证,这也会影响极片出产尺寸,容易出现不良品。
(3)厚边现象造成的极片厚度、压实密度不平均同样对电池性能有影响,在充放电过程中,由于电流分布不平均,容易形成极化。因此,电池极片在充放电膨胀、收缩过程中受力也不一致,厚边缘更容易失效。
厚边问题解决方法
边缘削薄:削薄处理可减少涂布后的边缘翘曲(鼓边)和收卷不平整,提升极片加工良率。
工艺参数适配:通过调整削薄区的涂布速度、浆料流量等参数,优化涂布窗口,确保浆料流平性和涂层均匀性。
