涂布影响因素全面分析

涂布的效果对电池容量、内阻、循环寿命以及安全性有重要影响，保证极片均匀涂布。本文从涂布的浆料、涂布参数、涂布箔材和涂布设备参数对涂布影响因素进行全面的分析：

1.浆料参数

a.浆料固含：一般而言浆料固含量越高，粘度越大。浆料固含量越高，浆料中固体颗粒就越多，颗粒分子间的相互作用增强，导致浆料变得更加粘稠，流动性变差，则就有可能会出现涂布不均、拖尾等困难情况，浆料的固含量低就粘度低，浆料流动性较好，但在涂布时难以精准控制涂布厚度，容易出现流挂、边缘效应等问题。

b.浆料黏度：浆体的粘度是反映浆料中摩擦或黏度（滞后）的特征量，是流体阻碍其相对流动的一个特征。涂布的浆料需要合适且稳定的粘度，粘度过高或过低都是不利于极片涂布的；粘度高的浆料不易沉淀且分散性会好一点，不利于涂布，浆料粘度低时虽然浆料流动性好，但是增加了涂布发生风险的概率，容易造成涂层龟裂、浆料颗粒团聚、面密度一致性不好等问题。

c.浆料细度：浆料细度也是影响涂布效果的一个很大因素，一般来说浆料细度越小越好。当浆料细度过大时，浆料在出锅时会出现堵网沉降。在后续的涂布过程中极片会出现颗粒，辊压就会造成划痕和微裂纹等问题。

2.涂布过程参数

a.涂布干燥温度控制：若涂布时干燥温度过低，则不能保证极片完全干燥，若温度过高，则可能因为极片内部的有机溶剂蒸发太快，极片表面涂层出现龟裂、脱落等现象。

b.涂布面密度：若涂布面密度太小，则电池容量可能达不到标称容量，若涂布面密度太大，则容易造成配料浪费，严重时如果出现正极容量过量，由于锂的析出形成锂枝晶刺穿电池隔膜发生短路，引发安全隐患。

c.涂布尺寸大小：涂布尺寸过小或者过大可能导致电池内部正极不能完全被负极包住，正极实际容量不能高效发挥，严重的时候，在电池内部会形成锂枝晶，容易刺穿隔膜导致电池内部电路。

d.涂布速度：涂布速度过快或过慢会导致涂料的分布不均匀，从而影响涂布层的厚度和面密度。 流量和速度的关系：流量大、速度快时，涂布面密度相对较低；反之，涂布面密度会增加。

3.涂布箔材

a.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。一个需要遵守的原则是：所要涂覆的溶液的表面张力应该比基材的低。溶液和基材的表面张力可以通过配方的调整或者基材的表面处理来调整。对两者的表面张力测量也应当作为涂布质量控制的测试项目。

b.厚度均匀：基材横幅面厚度不均匀，会导致涂布厚度的不均匀。如果基材上有一处的厚度比较低，那么通过该处的浆料就会更多，涂布厚度也会更厚，反之亦然。如果从测厚仪中看到如下基材的厚度波动，那最终涂出来的膜厚波动也会呈现同样的偏差。另外横向厚度偏差还会导致收卷的缺陷。

c.静电：涂布放卷及经过辊筒时会在基材表面产生很多的静电，很容易吸附空气及辊筒上的灰层，从而造成涂布缺陷。静电在放电的过程中，会在涂布中造成静电状的外观缺陷，更严重的甚至会引起火灾。减少此类缺陷的最有效办法就是尽量保持环境湿度在一个比较高的状态，对涂布线接地，并且装一些抗静电的装置。

d.清洁度：基材表面上的杂质会导致一些物理性的缺陷，如突点，污质等。所以在基材的生产工艺中需要比较好的控制原材料的清洁度。在线的膜清洁辊是一个比较有效的去除基材杂质的方法。虽然并不能去除所有的膜上的杂质，但是可以有效的提高原材料的质量，降低损失。

4.涂布设备

涂布设备决定涂布质量的因素主要包括：涂布头与基带的间隙、流量、基材速度、涂布头结构、流体特性等。涂布头与基带的间隙为机械配合、流体粘度跟来料浆料有关、基材速度为电机控制、涂布口尺寸由涂布头决定，以上因素比较容易保证一致，影响涂布质量厚度均匀性就突出表现在流体及外部压力，外部压力一般为室内常压，则涂布口内及出口处的压力均匀性就显得异常重要。涂布口内及出口压力分布均匀性与供料系统稳定性和涂布头结构有很大的关系。

小结：

涂布是锂离子电池制造过程中十分重要的一个工序，它关乎着我们电池的容量、内阻、循环等各种性能的好坏。所以涂布这个工序应当引起重视，不要忽略涂布过程中的任何一个细节参数，因为任何一个细节都可能影响到我们电芯的质量。