锂电池涂布“阴阳面”形成原因分析

在锂电池制造的复杂流程中，涂布工艺是极为关键的一环，其对电池最终性能起着决定性作用。涂布阴阳面现象作为涂布工艺中不容忽视的问题，近年来受到行业内广泛关注。本文将深入探讨锂电池涂布阴阳面的形成原因，及其对电池性能造成的多方面影响。

一.涂布阴阳面形成的原因

1）涂布模头精度：涂布模头的加工精度与流道设计直接影响浆料均匀性。若模头唇口间隙存在偏差，或内部流道设计不合理，会导致浆料流出不均，使集流体涂层厚度不一，形成阴阳面。

2）辊系问题：放卷辊、涂布辊等辊子表面平整度、圆柱度不足，或安装时水平度、同轴度偏差，会使基材运行抖动、偏移。例如背辊与涂布辊平行度不佳，导致基材受压不均，引发涂层厚度差异。

3）张力控制不稳定：放卷、收卷过程中张力波动，会使基材拉伸或松弛，改变模头与基材间距，导致浆料涂布厚度变化。如放卷初期张力过大使涂层变薄，后期张力变小则涂层变厚。

二.工艺参数原因

1）涂布速度参数失配：在双面同步涂布工艺中，若正反两面涂布速率存在偏差，将显著影响浆料的铺展动力学与干燥进程。涂布速率较高的一侧，因浆料在流平完成前即进入干燥阶段，易导致涂层厚度出现空间分布不均；而涂布速率较低的一侧，可能因溶剂挥发过快引发涂层收缩或开裂现象，最终形成明显的阴阳面差异。

2）干燥环境非均匀性：当涂布基材处于热风循环烘箱内进行干燥处理时，若烘箱内部的温度场、风速分布或风量分配存在空间梯度，将致使基材正反两面的溶剂挥发速率产生显著差异。干燥速率较快的一面会优先完成固化过程，而另一面因固化滞后，导致涂层在结构致密性与厚度维度上出现不对称性，进而诱发阴阳面缺陷。

3）浆料特性波动：浆料粘度、固含量和表面张力的变化会影响涂布质量。粘度高区域浆料难铺展，易形成厚涂层；固含量波动改变涂层厚度；表面张力差异影响润湿性，进而产生阴阳面。

三.材料因素

1）集流体：集流体（如铜箔、铝箔）的表面粗糙度、厚度均匀性以及表面清洁度，都会影响浆料的涂布效果。若集流体表面粗糙度过大，浆料在其表面的附着力不均匀，涂层厚度易出现差异；厚度不均匀的集流体会导致涂布过程中模头与集流体之间的间隙不一致，从而造成涂层厚度不均；表面存在油污、氧化层等杂质时，会降低浆料与集流体的结合力，出现涂层脱落、阴阳面等问题。

2）活性物质：作为电池电极的关键组成部分，其物理化学特性对锂电池涂布均匀性起着决定性作用。从颗粒形态维度来看，球形或类球形活性物质在浆料中流动性好，能够实现稳定分散；而针状、片状等不规则形状的颗粒，由于存在较大的长径比差异，在搅拌分散过程中易发生相互缠绕、团聚现象，导致浆料局部浓度波动。粒径分布同样影响显著：窄分布的活性物质可在浆料中形成稳定的悬浮体系；若粒径跨度超过 10 微米，大颗粒易发生沉降，小颗粒则在剪切力作用下优先分散，涂布后电极表面呈现明暗不均的阴阳面。

小结：总之锂电池阴阳面由设备精度不足、工艺参数波动、材料性能差异共同导致，影响电池多方面性能，需多维度管控。