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锂电池极片涂布工艺全解析:从原理到异常处理

  • 2025-11-15

锂电池极片涂布是将正负极浆料均匀涂覆于金属箔(铝箔/铜箔)表面并烘干成型的核心工序,直接决定电池能量密度与循环寿命。其核心原理是通过涂辊带动基材匀速运行,螺杆泵精准输送浆料至挤压头唇口,经均匀展平后转移至基材表面,再通过烘箱加热蒸发溶剂,使固体活性物质牢固粘结于金属箔上。工艺控制需围绕涂敷重量、膜片宽度、错位精度等关键指标,结合来料、环境、人员管控,形成全流程质量保障体系。




 一、核心工艺参数与控制逻辑
1. 涂敷重量:由螺杆泵转速主导,尾部XRay重量检测仪与激光测厚仪实时监控,确保涂层重量均匀性,偏差控制在±2%以内;
2. 膜片宽度:通过挤压头垫片尺寸精准设定,阴极FRL宽度同步由垫片控制,有效涂膜宽度可在395650mm范围内适配;
3. 正反面错位:操作员通过主控系统调控,重点监控左右极耳高度差,避免错位影响后续装配;
4. 失重控制:依赖烘箱温度与风频协同调节,确保溶剂充分挥发,同时避免涂层开裂或残留溶剂超标;
5. 运行速度:机械速度可在150m/min范围内调整,需与供料速度、干燥效率动态匹配。

 二、全流程管控要求
 1. 来料管控
 基材规格:铝箔厚度930μm、铜箔630μm,宽度390700mm,需保证横向重量均匀性(Range≤1.5mg);
 浆料要求:固含量稳定,搅拌后需打循环30min以上,24小时内完成使用避免黏度变化。

 2. 环境管控
 温湿度:温度2060℃,湿度≤45%,防止浆料吸潮或基材变形;
 辅助条件:压缩空气压力0.50.7MPa,设备采用三相AC380V±10%电源,确保运行稳定。

 3. 人员管控
 工具与劳保:配备无尘纸、螺旋测微器、隔热手套等辅助工具,员工需规范佩戴手套、口罩、劳保鞋;
 培训与考核:新员工经入职培训(合格60分)、定岗培训后,需通过理论+实操考核获取《上岗证》方可上岗;
 安全要求:严格遵守“预防为主”的消防与安全生产方针,重点防范化学品(酒精、电解液)与压力容器风险,锂电池着火需按特殊预案处置,落实“三不伤害”原则。

 三、常见异常与精准处理方案
 1. 涂布重量异常
 横向W型/左右不均:更换合格基材(横向Range≤1.5mg),或重新调节唇口间距(逆时针调大、顺时针调小,每次15°左右)、标定刀距(单面生产刀距150μm,双面需叠加净涂层厚度);
 纵向波动/突变:检修螺杆泵(定子/转子磨损)、传动系统(同步带/光栅尺故障),重新标定XRay(系数≥0.995,单面EB差值≤2mg);
 渐变异常:更换堵塞的过滤器,检修液位控制系统,调试传动辊避免走带打滑。

 2. 涂布尺寸异常
 测长W型波动:紧固或更换测长编码器弹片,校正编码辊同心度,改善单面尺寸稳定性;
 尺寸突变:因基材色差导致的感应漂移,需重新标定测长系统;
 渐变异常:更换间隙阀密封件,排查漏料问题,或更换固含量不合格的浆料。

 3. 削薄与外观异常
 头尾部厚/薄:调整头部增厚/削薄值(每次12mm),调节隔膜阀开度控制回流压力,避免露金属或鼓边;
 气泡:延长浆料循环时间至3060min,提高泵速30%50%,更换间隙阀密封件;
 裂纹:优化浆料配方,降低烘箱温度23℃、风频12HZ,严重时整体下调510℃及35HZ;
 麻点:更换浸润性更好的基材,优化浆料搅拌工艺(增加CMC捏合量),罐底料需拉空后注入新浆料。
关键词:非晶涂布机
锂电池极片涂布工艺的核心是“精准匹配”与“快速响应”,需通过标准化参数设置、全流程管控及针对性异常处理,将涂层均匀性、尺寸精度等关键指标控制在合理范围,为锂电池的稳定性能奠定基础。



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