锂离子电池双层涂布技术

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。
     1.如为了增强底层粘结力,可以下层增加粘结剂的含量,上层降低粘结剂的使用含量,以此降低极化。
     2.为了增加导电性,提升快充性能也可以采用双层涂布技术来优化,采用不同粒径的活性物质分层涂布,大粒径活性物质层可形成相对较大的离子传输通道,便于锂离子快速扩散;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,从而减小锂离子扩散阻力,加快充电速度。同时合理设计导电剂分层结构,将更多导电剂置于靠近集流体的下层。这样可以形成更多的导电通路,使电子在极片中的传输电阻降低。电子能够更快速地在电极材料与集流体之间传输,为锂离子的嵌入和脱出提供更好的电子供应,进而提升电池的快充性能。
    3.为了提升能量密度,可以使上层涂布高孔隙率,下次使用高压实材料,高孔隙率有利于电解液快速渗透,高压实则有利于提高能量密度。

那么双层涂布技术是靠什么设备和方法来实现的呢?

锂电池双层涂布技术主要有两种实现方式,一种是采用双层模头涂布装置,另一种是采用逗号辊转移涂布或狭缝挤压涂布结合双供料系统。

如双层模头涂布:

双层模头涂布包括第一模头、第一垫片、第二模头与第二垫片。第一垫片和第二垫片分别安装在第一模头和第二模头之中,起到控制涂布区域和形状的作用。

涂布过程:

即第二模头停止涂布,第一供料装置在伺服电机驱动下,开启第一进料阀,通过进料气缸组件将浆料送至第一模头中,第一模头对极片进行涂布,涂料自第一垫片的第一垫片涂布区流出,在极片上得到一个完整的涂布区域。第一模头停止涂布,第二供料装置在伺服电机驱动下,开启第二进料阀,将浆料送至第二模头中,第二模头对极片进行涂布,在挤压模头作用下,涂料从包含多个第二垫片留白区域的第二垫片涂布区流出,在极片上得到交替的极耳涂布区域和极耳留白区域。