涂布异常解析

涂布是锂离子电池生产工序的重要一环，涂布的质量影响着电芯的性能，也影响着生产成本。我们先介绍下涂布过程中箔材，浆料之间的关联。

基材-浆料
浆料基本物性与涂布之关系：实际工艺过程中，浆料的粘度对涂布效果有一定影响，电极原材料，浆料配比比例，选取粘结剂种类不同时所制备的浆料粘度也不同。浆料粘度太高时，涂布往往无法连续稳定的进行，涂布效果也受到影响。
涂布液的均匀性、稳定性、边缘和表面效应受到涂布液的流变特性影响，从而直接决定涂层的质量。

基材-铜箔和铝箔
表面张力：铜铝箔的表面张力必须高于所涂覆的溶液的表面张力，否则溶液在基材上将很难平整地铺展开而导致比较差的涂布质量。

涂布中常见的异常

(1)拉丝和细条道

现象和原因:拉丝是沿涂布方向在片幅上出现的细条。这主要是由于片幅、浆料和空气中夹带的颗粒或气泡污染涂布头表面引起的。如干黏结剂在挤压头条缝出口、涂布头和片幅间隙、弯液面内停留造成的涂布头表面污染。涂布头出现小缺口也会造成类似于颗粒物的影响。多层涂布相邻层流速不同或差别很大时这种影响情况会更大。

消除措施：

加强过滤以去除杂质，在浆料过滤之后的基础上，涂布头处再次进行过滤；采用片幅清洁器清洁片幅、采用较宽的挤出条缝和涂布间隙；调控各涂层的流速使相邻层流速差减小；提供各层之间良好的润湿铺展性能；采取有效的消泡过滤措施和保护机头环境卫生；控制挤压机头锈蚀；也可以采用在线清除的方法。

(2)纵条道

现象和原因:纵条道为片幅上存在的纵向条道，通常沿涂布方向的反向形成，也称为竖条道。是涂布经常会出现的问题。通常是由高毛细管数、涂层厚度和间隙比h/G过小造成的。尤其是转移涂布后期，浆料吸水黏度升高，浆料流平性差，形成纵条道。与拉丝和细条道不同、纵条道沿片辐的横向周期性存在。

消除猎施;可以采用低黏度，低涂速、高表面张力、厚涂层和大间隙等措施。改善片辐质量。选用合理的工艺参数使浆料输送与涂布量达到平衡。

(3)横条道

现象和原因：横条道为沿片幅宽90度方向周期性均匀出现的条道，其表现为顺片幅方向遮盖率的变化。大部分是由于片幅速度、张力、弯液面的波动以及机械振动引起的。片幅或片幅底层上的横条道也能引起类似现象。

消除措施：减少机械振动和共振、减少空气扰动等可以稳定涂布速度、片张力和弯液面。在流体方面，通常提高负压、减小问隙、降低涂速也可以改进缺陷。

(4)局部脱涂露箔

现象和原因：挤压机头变形，局部地方片幅与挤压机喷口距离过大，弯液面被破坏。浆料输送量小于涂布量，导致弯液面局部破裂出现露箔现象。

消除措施:校正挤压机头。调整工艺参数使浆料输送量与涂布量达到平衡。调整表面活性剂，提供良好的动润湿性能。

(5)涂布不均与闪动

现象和原因：底层涂布不均造成浆料润湿性能差异导致出现涂布量不均匀现象；各涂层间润湿铺展性能不好引起涂布不均；计量泵输送浆料有脉冲现象，形成有规律的闪动；弯液面受气流波动影响而不稳定，浆料各涂层间流惠差大，造成涂层间的相互冲刷。

消除措施:改善片幅底层的涂布均匀度;提供各涂层间良好的润湿铺展性能；善浆料输送使之稳定(如提高计量泵转速，增添缓冲措施，或改用电流量计控制等)；加强弯液面的防护措施(如增设机头罩，前后托板等)；控制整各层流速，减少流速差。

(6)气泡、沙眼和斑点(色点)

现象和原因：浆料中的泡沫未除净，环境或工艺通风生产条件差。

消除措施:在浆料进入挤压嘴前，采用有效的多组过滤消泡装置(包超声波消泡装置)并配合有效的消泡剂；加强浆料输送系统的密封和恒温、以除浆料运行中可能产生的气泡；加强过滤和卫生措施以消除尘埃。

(7)橘皮状与磨砂状

现象和原因：浆料各湿层间流速差大，形成冲刷；干燥过速引起明胶层收缩不均；各涂层间的表面张力值差别过大，引起各涂层在干燥后收缩不均；配方中某些组分配比不适当。

消除措施：控制和调整湿涂层在坡流面和弯液面上的流速、使其差值缩小；合理调整干燥参数以进行均匀干燥；调整表面活性剂用量以调整各层问的表面张力，使其差别缩小；调整配方中不适当的组分比例。

(8)脱膜和起皱

现象和原因：片幅底层牢度不好；聚料层坚膜不够、水胀量大。

消除措施：改善底层粘牢度；改善浆料层坚膜效果和吸水胀量(如采用新型坚膜剂、共聚物护膜、明胶增塑收乳等)。

(9)一致性不高

现象和原因：片幅与挤压机头涂布间隙误差大，浆料挤出条缝间隙误差以及浆料在坡流面上分布不均(以上为机械误差因素)。坡流面与弯液面横向各点温差大造成黏度不均。

消除措施：改善和调整机械精度，缩小误差；改善机头的保温措施或提高弯液面处的浆料温度，以减少温差对浆料黏度的影响。

现象和原因：涂布过程中或烘干后出现的黑色大颗粒。浆料本身所带或沉淀；单面涂布时辊轴造成；浆料长时间未搅拌。

消除措施：清理刀口；清理筛网涂布前擦干净过辊、长时间浆料未用需要重新回锅搅拌。

(10)错位

现象和原因：对齐有误差时未修正对齐参数

消除措施：检查箔材有无打滑、清洗背辊，压住基准辊压辊、修正对齐参数

(11)掉粉

现象和原因：过烘引起掉粉；车间湿度大、极片吸水；浆料粘接性差；浆料长时间未进行搅拌浆料。

消除措施：控制涂布环境管控。浆料及时涂布。烘烤温度不易过高。

(12)边缘鼓边

现象和原因：档料板泡棉阻挡导致

消除措施：安装挡料板时呈外八字即可或移动挡料板时由外向内移动即可。

(13)开裂

现象和原因：干燥速度过快、烘箱温度过高、烘烤时间过长。或者涂布时，极片中间区域没有完全干透，辊压时涂层发生迁移，导致开裂。

消除措施：控制烘烤速度，检查烘烤工艺。

(14)厚边

现象和原因：从模头挤压喷出时，粘弹性浆料流体会发生膨胀，由于受到模头边缘壁面的额外应力作用，边缘处浆料膨胀效应更明显，从而导致厚边现象产生。涂层干燥时，各处干燥速度相同，而边缘处溶剂蒸发更快些，因此边缘成分变化更快时，如果浆料里面没有界面活性剂等添加剂或者分散的颗粒悬浮液表面张力大于溶剂的表面张力时，浆料向边缘流动，最终导致厚边现象。

消除措施：降低浆料的表面张力，如添加界面活性剂、调节粘度等，抑制干燥过程中浆料向边缘的流延。- 优化狭缝垫片出口形状，改变浆料流动速度方向和大小，降低边缘浆料的应力状态，减弱浆料边缘膨胀效应。