锂离子电池涂布方式

摘要：涂布是将浆料涂覆继制备浆料完成后的下一道工序，是将糊状聚合物、熔融态聚合物或聚合物熔液涂布于纸、布、塑料薄膜上制得复合材料的方法。涂布在设计过程中能否准确地运用最佳的涂布、干燥工艺，平衡两者的关系，最终影响到涂布的综合技术性能。下面来了解下锂离子电池涂布方式和工艺选择。

一、锂离子电池涂布方式

涂布机是动力锂离子电池极片的生产关键工艺设备。目前，锂离子电池极片涂布工艺主要有刮刀式、辊涂转移式和狭缝挤压式等。

1、刮刀涂布

箔基材经过涂布辊并直接与浆料料槽接触，过量的浆料涂在箔基材上，在基材通过涂辊与刮刀之间时，刮刀与基材之间的间隙决定了涂层厚度，同时将多余的浆料刮掉回流，并由此在基材表面形成一层均匀的涂层。

刮刀类型主要是逗号刮刀。逗号刮刀是涂布头中的关键部件之一，一般在圆辊表面沿母线加工成形似逗号的刃口，这种刮刀具有高的强度和硬度，易于控制涂布量和涂布精度，适用于高固含量和高黏度的浆料。

2、辊涂转移式

涂辊转动带动浆料，通过逗号刮刀间隙来调节浆料转移量，并利用背辊和涂辊的转动将浆料转移到基材上。辊涂转移涂布包含两个基本过程：

（1）涂布辊转动带动浆料通过计量辊间隙，形成一定厚度的浆料层。

（2）一定厚度的浆料层通过方向相对的涂辊与背辊转动转移浆料到箔材上形成涂层。

3、狭缝挤压涂布

作为一种精密的湿式涂布技术，工作原理为涂布液在一定压力一定流量下沿着涂布模具的缝隙挤压喷出而转移到基材上。相比其它涂布方式，狭缝挤压涂布具有很多优点，如涂布速度快、精度高、湿厚均匀；涂布系统封闭，在涂布过程中能防止污染物进入，浆料利用率高、能够保持浆料性质稳定，可同时进行多层涂布。并能适应不同浆料粘度和固含量范围，与转移式涂布工艺相比具有更强的适应性。

二、锂离子电池涂布工艺选择

涂布工艺复杂，同时影响涂布效果的因素也较多，比如：涂布设备的制造精度、设备运行的平稳程度以及涂布过程中动态张力的控制、烘干过程中风量的大小以及温度控制曲线都会影响涂布的效果，所以选择合适的涂布工艺极为重要。

一般选择涂布方法需要从下面几个方面考虑，包括：涂布的层数，湿涂层的厚度，涂布液的流变特性，要求的涂布精度，涂布支持体或基材，涂布的速度等。

除上述因素外，还必须结合极片涂布的具体情况和特点。锂离子电池极片涂布特点是：双面单层涂布；浆料湿涂层较厚（100～300μm）；浆料为非牛顿型高粘度流体；极片涂布精度要求高，和胶片涂布精度相近；涂布支持体为厚度10～20μm的铝箔和铜箔；和胶片涂布速度相比，极片涂布速度不高。

综上因素考虑，一般实验室设备往往采用刮刀式，消费类锂离子电池多采用辊涂转移式，而动力电池多采用狭缝挤压式方法。