一、涂布工藝對鋰電池性能的影響
極片涂布一(yi)般(ban)是指(zhi)將攪(jiao)拌均勻的漿料(liao)均勻地(di)涂(tu)(tu)覆在(zai)集流體上,并將漿料(liao)中的有(you)機(ji)溶劑進行烘干的一(yi)種工藝。涂(tu)(tu)布(bu)的效果對電池容(rong)量、內阻、循環壽(shou)命以及安全性有(you)重要影(ying)響,保證極片均勻涂(tu)(tu)布(bu)。涂(tu)(tu)布(bu)方式的選(xuan)擇(ze)和控制(zhi)參數對鋰(li)離子電池性能(neng)的有(you)重要影(ying)響,主要表(biao)現在(zai):
1、涂布干燥溫度控制:若涂布時干燥溫(wen)度過(guo)低,則(ze)不能(neng)保證極(ji)片完(wan)全干燥,若溫(wen)度過(guo)高,則(ze)可能(neng)因為極(ji)片內部(bu)的(de)有機溶劑(ji)蒸發太快,極(ji)片表面涂層出現龜裂、脫落等(deng)現象。
2、涂布面密度:若(ruo)(ruo)涂布面密(mi)度太小,則電(dian)池容量(liang)可能達不到(dao)標稱(cheng)容量(liang),若(ruo)(ruo)涂布面密(mi)度太大(da),則容易(yi)造成配料浪費,嚴重時如果出(chu)現正極容量(liang)過量(liang),由于鋰的析出(chu)形成鋰枝晶刺穿電(dian)池隔膜發生(sheng)短路,引發安全隱患。
3、涂布尺寸大小:涂(tu)布(bu)尺(chi)寸過小或者(zhe)過大(da)可能導致電池(chi)內(nei)部(bu)正極不(bu)能完全被負(fu)極包(bao)(bao)住,在充電過程中,鋰(li)離子從正極嵌出來(lai),移動到沒有(you)被負(fu)極完全包(bao)(bao)住的電解液中,正極實(shi)際容量不(bu)能高效發揮(hui),嚴重的時候,在電池(chi)內(nei)部(bu)會形成鋰(li)枝(zhi)晶,容易刺穿隔(ge)膜(mo)導致電池(chi)內(nei)部(bu)電路。
4、涂布厚度:涂布厚度(du)太薄或者太厚會(hui)對后(hou)續的(de)極片軋制工藝(yi)產生影(ying)響(xiang),不能保證(zheng)電池極片的(de)性能一致(zhi)性。
另外極(ji)片涂布(bu)(bu)對電池的安全性有重要意義(yi)。涂布(bu)(bu)之(zhi)前(qian)要做(zuo)好5S工作,確保涂布(bu)(bu)過程(cheng)中沒有顆(ke)粒、雜物(wu)、粉塵等混(hun)入極(ji)片中,如果混(hun)入雜物(wu)會引起(qi)電池內部(bu)微短路,嚴重時(shi)導致電池起(qi)火爆炸。
二、鋰電池涂布機工藝流程
所謂涂布(bu)(bu)就是(shi)指糊(hu)狀聚合(he)物(wu)、熔(rong)融(rong)態聚合(he)物(wu)或聚合(he)物(wu)溶液涂布(bu)(bu)于薄膜(mo)(mo)上制得(de)復合(he)膜(mo)(mo)的方(fang)法,對于鋰離子電(dian)池而言(yan),涂布(bu)(bu)基片(pian)(薄膜(mo)(mo))是(shi)金屬箔(bo),一般為銅箔(bo)或者鋁箔(bo)。
整個涂布過程就是從基片放入涂布機(稱為放(fang)卷)到涂布后的基片(pian)從涂布機中出來(稱為放(fang)卷)的若干(gan)連續工序。其整個流程為:放(fang)卷→接片(pian)→拉片(pian)→張力控制→自動糾(jiu)偏→涂布→干(gan)燥→張力控制→自動糾(jiu)偏→收卷。
“張(zhang)力控制”和“自(zi)動糾偏(pian)”并不是(shi)獨立(li)的(de)(de)(de)工序,而(er)是(shi)介(jie)于兩個工序之間的(de)(de)(de)輔助手段(duan),它是(shi)由涂(tu)布機(ji)(ji)設置好的(de)(de)(de),張(zhang)力控制與自(zi)動糾偏(pian)的(de)(de)(de)精(jing)度反映(ying)出涂(tu)布機(ji)(ji)的(de)(de)(de)質(zhi)量。
在這樣一個流程(cheng)下,涂布機(ji)的工作方法是由以下步驟組成的:
1、銅/鋁箔由放卷裝(zhuang)置進入涂布(bu)機。
2、基片(pian)的首(shou)尾在接(jie)片(pian)后連接(jie)成連續帶。
3、連續帶由拉片(pian)裝置送入(ru)“張力(li)控(kong)制”和“自動糾偏(pian)”裝置,然后進入(ru)涂布裝置。
4、涂布階段(duan):極(ji)片漿料在涂布裝置(zhi)按預定(ding)涂布量和空(kong)白長度分段(duan)進行涂布。
5、干(gan)(gan)燥:涂布(bu)后(hou)的濕極片送入干(gan)(gan)燥道進行干(gan)(gan)燥,干(gan)(gan)燥溫度根據涂布(bu)速度和厚度而設定(ding)。
6、成型:干極(ji)片再經過“張(zhang)力控制”和“自動糾(jiu)偏”后(hou)成型、收卷。
一臺涂布機(ji)設(she)備如(ru)果(guo)在這六個(ge)方面(mian)做(zuo)的(de)(de)(de)好(hao)(hao),就可以(yi)通過完(wan)整的(de)(de)(de)工藝流程(cheng),取(qu)得很好(hao)(hao)的(de)(de)(de)生產效(xiao)果(guo),為(wei)(wei)下一步制造出容量(liang)更高(gao)的(de)(de)(de)鋰(li)(li)電(dian)池打下基礎。因(yin)為(wei)(wei)鋰(li)(li)電(dian)池充電(dian)實際(ji)上(shang)是鋰(li)(li)離(li)子向正極(ji)運動的(de)(de)(de)過程(cheng),正極(ji)材料(liao)越(yue)好(hao)(hao),則可以(yi)接受的(de)(de)(de)鋰(li)(li)離(li)子就會(hui)越(yue)多(duo),表現為(wei)(wei)鋰(li)(li)電(dian)池的(de)(de)(de)容量(liang)越(yue)大,電(dian)量(liang)越(yue)足。