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    常見問答

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    • 涂布設備及涂布工藝選擇



      廣義的涂布過程包括:開卷→接片→拉片→張力控制→涂布→干燥→糾偏→張力控制→糾偏→收卷等過程。涂布工藝復雜,同時影響涂布效果的因素也較多,比如:涂布設備的制造精度、設備運行的平穩程度以及涂布過程中動態張力的控制、烘干過程中風量的大小以及溫度控制曲線都會影響涂布的效果,所以選擇合適的涂布工藝極為重要。

      一般選擇涂布方法需要從下面幾個方面考慮,包括:涂布的層數,濕涂層的厚度,涂布液的流變特性,要求的涂布精度,涂布支持體或基材,涂布的速度等?! ?/span>

      除上述因素外,還必須結合極片涂布的具體情況和特點。鋰離子電池極片涂布特點是:①雙面單層涂布;②漿料濕涂層較厚(100~300μm);③漿料為非牛頓型高粘度流體;④極片涂布精度要求高,和膠片涂布精度相近;⑤涂布支持體為厚度10~20μm的鋁箔和銅箔;⑥和膠片涂布速度相比,極片涂布速度不高。綜上因素考慮,一般實驗室設備往往采用刮刀式,消費類鋰離子電池多采用輥涂轉移式,而動力電池多采用狹縫擠壓式方法。


      圖1 涂布機設備主要構件


      刮刀涂布:工作原理如圖1所示,箔基材經過涂布輥并直接與漿料料槽接觸,過量的漿料涂在箔基材上,在基材通過涂輥與刮刀之間時,刮刀與基材之間的間隙決定了涂層厚度,同時將多余的漿料刮掉回流,并由此在基材表面形成一層均勻的涂層。 刮刀類型主要逗號刮刀。逗號刮刀是涂布頭中的關鍵部件之一,一般在圓輥表面沿母線加工成形似逗號的刃口,這種刮刀具有高的強度和硬度,易于控制涂布量和涂布精度,適用于高固含量和高黏度的漿料。

      圖2 逗號刮刀涂布機


      輥涂轉移式:涂輥轉動帶動漿料,通過逗號刮刀間隙來調節漿料轉移量,并利用背輥和涂輥的轉動將漿料轉移到基材上,工藝過程如圖2所示。輥涂轉移涂布包含兩個基本過程:(1)涂布輥轉動帶動漿料通過計量輥間隙,形成一定厚度的漿料層;(2)一定厚度的漿料層通過方向相對的涂輥與背輥轉動轉移漿料到箔材上形成涂層。


      圖3 輥涂刮刀轉移涂布工藝示意圖


      狹縫擠壓涂布:作為一種精密的濕式涂布技術,如圖3所示,工作原理為涂布液在一定壓力一定流量下沿著涂布模具的縫隙擠壓噴出而轉移到基材上。相比其它涂布方式,具有很多優點,如涂布速度快、精度高、濕厚均勻;涂布系統封閉,在涂布過程中能防止污染物進入,漿料利用率高、能夠保持漿料性質穩定,可同時進行多層涂布。并能適應不同漿料粘度和固含量范圍,與轉移式涂布工藝相比具有更強的適應性。

       

      圖4 狹縫擠出式涂布機





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