鋰電池涂布技術(shù)生產(chǎn)工藝流程詳解

來(lái)源：存能電氣  日期：2019-08-02 13:23  瀏覽量：次

　　鋰電池涂布技術(shù)生產(chǎn)工藝流程詳解。極片涂布對(duì)鋰電池的容量、一致性、安全性等的具有重要的意義。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)：因極片涂布工藝引起的電池失效占全部原因引起的鋰電池失效的比例超過(guò)10%，也是行業(yè)里的熱門話題之一。極片涂布一般是指將攪拌均勻的漿料均勻地涂覆在集流體上，并將漿料中的有機(jī)溶劑進(jìn)行烘干的一種工藝。

　　鋰電池涂布技術(shù)生產(chǎn)工藝流程詳解

　　涂布的方法由原來(lái)的浸涂、擠壓發(fā)展到目前最先進(jìn)的雙面同時(shí)涂布，無(wú)不都是為了提高極片的涂布品質(zhì)和性能，國(guó)內(nèi)有些經(jīng)濟(jì)實(shí)力雄厚的單位，為了制造性能可靠的鋰離子電池，化費(fèi)大筆資金引進(jìn)國(guó)外價(jià)格昂貴的極片涂布機(jī)。

　　涂布的一般工藝流程：涂布基片由放卷裝置放出供入涂布機(jī)?；氖孜苍诮悠_(tái)連接成連續(xù)帶后由拉片裝置送入張力調(diào)整裝置和自動(dòng)糾偏裝置，經(jīng)過(guò)調(diào)整片路張力和片路位置后進(jìn)入涂布裝置。極片漿料在涂布裝置按預(yù)定涂布量和空白長(zhǎng)度分段進(jìn)行涂布。

　　在雙面涂布時(shí)，自動(dòng)跟蹤正面涂布和空白長(zhǎng)度進(jìn)行涂布。涂布后的濕極片送入干燥道進(jìn)行干燥，干燥溫度根據(jù)涂布速度和涂布厚度設(shè)定。干燥后的極片經(jīng)張力調(diào)整和自動(dòng)糾偏后進(jìn)行收卷，供下一步工序進(jìn)行加工。

　　極片漿料涂層比較厚，涂布量大，干燥負(fù)荷大。目前普遍采用的是熱風(fēng)沖擊干燥技術(shù)。正極基片為鋁箔，鋁箔的化學(xué)性質(zhì)很活潑，很容易氧化。在鋁箔的制造過(guò)程中會(huì)形成一層致密的氧化膜，阻止了鋁箔的進(jìn)一步氧化，由于氧化膜較薄且多孔，質(zhì)軟，具有良好的吸附性，但高溫高濕可以破壞這層氧化膜，加快氧化反應(yīng)。

　　目前均是采用單面涂布方式，當(dāng)?shù)谝幻嫱坎紩r(shí)另一面就完全暴露在熱風(fēng)空氣中，而恰恰涂布（油系）干燥的熱風(fēng)要在130℃左右，如熱風(fēng)中水份含量沒(méi)有得到有效控制就會(huì)加烈了鋁箔的氧化而影響正極材料與鋁箔粘合，嚴(yán)重的甚至造成脫落。

　　涂布方式的選擇和控制參數(shù)對(duì)鋰離子電池性能的有重要影響，主要表現(xiàn)在：

　　1）涂布干燥溫度控制：若涂布時(shí)干燥溫度過(guò)低，則不能保證極片完全干燥，若溫度過(guò)高，則可能因?yàn)闃O片內(nèi)部的有機(jī)溶劑蒸發(fā)太快，極片表面涂層出現(xiàn)龜裂、脫落等現(xiàn)象；

　　2）涂布面密度：若涂布面密度太小，則電池容量可能達(dá)不到標(biāo)稱容量，若涂布面密度太大，則容易造成配料浪費(fèi)，嚴(yán)重時(shí)如果出現(xiàn)正極容量過(guò)量，由于鋰的析出形成鋰枝晶刺穿電池隔膜發(fā)生短路，引發(fā)安全隱患；

　　3）涂布尺寸大?。和坎汲叽邕^(guò)小或者過(guò)大可能導(dǎo)致電池內(nèi)部正極不能完全被負(fù)極包住，在充電過(guò)程中，鋰離子從正極嵌出來(lái)，移動(dòng)到?jīng)]有被負(fù)極完全包住的電解液中，正極實(shí)際容量不能高效發(fā)揮，嚴(yán)重的時(shí)候，在電池內(nèi)部會(huì)形成鋰枝晶，容易刺穿隔膜導(dǎo)致電池內(nèi)部電路；

　　4）涂布厚度：涂布厚度太薄或者太厚會(huì)對(duì)后續(xù)的極片軋制工藝產(chǎn)生影響，不能保證電池極片的性能一致性。

　　另外極片涂布對(duì)鋰電池的安全性有重要意義。涂布之前要做好5S工作，確保涂布過(guò)程中沒(méi)有顆粒、雜物、粉塵等混入極片中，如果混入雜物會(huì)引起電池內(nèi)部微短路，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致電池起火爆炸。

　　總結(jié)：涂布機(jī)是動(dòng)力鋰電池極片生產(chǎn)的關(guān)鍵工藝設(shè)備。在鋰電池生產(chǎn)環(huán)節(jié)，價(jià)值量較大且技術(shù)含量較高的是涂布、切片、卷繞、注液、分成化容等。目前，我國(guó)主流鋰電設(shè)備生產(chǎn)商在大部分核心技術(shù)上已經(jīng)取得突破，并已實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，不過(guò)，高端涂布機(jī)依然無(wú)法完全替代進(jìn)口。