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      鋰電池極片涂布工藝介紹,好好看,好好學!

      來源:鋰電池廠家?作者:admin??發布時間:2020-04-01 15:28:09??閱讀數:

        對于鋰電池廠家來說,鋰電池的生產可是一門工藝。鋰電池的應用領域越來越廣,市場需求不斷增大,因此,許多鋰電池廠家也就如雨后春筍一般涌現出來,很多都沒有掌握“核心科技”。

        鋰電池在生產過程中,極片生產完成后,采用卷繞或者疊片方式將正、負極極片和隔膜組裝制造形成基本的電芯。隨后,一般會對電芯進行熱壓整形。敲黑板了!下面簡單介紹一下鋰電池極片涂布工藝,好好看,好好學。

      鋰電池極片涂布工藝

        鋰電池是一類由鋰金屬或鋰合金為負極材料、使用非水電解質溶液的電池。由于鋰金屬的化學特性非?;顫?,使得鋰金屬的加工、保存、使用,對環境要求非常高?,F在鋰電池已經成為了主流。那么它的制造過程備受關注。鋰電池的生產制造,是由一個個工藝步驟嚴密聯絡起來的過程。整體來說,鋰電池的生產包括極片制造工藝、電池組裝工藝以及最后的注液、預充、化成、老化工藝。

        鋰電池極片涂布工藝:

        一、涂布的意義

        漿料涂覆是繼制備漿料完成后的下一道工序,此工序主要目的是將穩定性好、粘度好、流動性好的漿料均勻地涂覆在正負極集流體上。極片涂布對鋰電池具有重要的意義,主要體現在以下幾點:

        1.對成品電池容量具有重要意義

        在涂布過程中,若極片前、中、后三段位置正負極漿料涂層厚度不一致,則容易引起電池容量過低、過高,更易在電池循環過程中形成析鋰,影響電池壽命。

      鋰電池極片涂布工藝

        2.對電池的安全性和性能有重要意義

        涂布之前要做好5S工作,確保涂布過程中沒有顆粒、雜物、粉塵等混入極片中,如果混入雜物會引起電池內部微短路,嚴重時導致電池起火爆炸。電池廠比較忌諱的是一批電池中,容量差異、循環壽命差異較大,所以在極片涂布過程中要保證極片前后參數一致。

        3.對電池壽命有重要意義

        漿料涂覆前后差異大、極片混入粉塵、極片左右厚度不均勻等等,都關系到電池電化學性能的優劣。

        二、涂布工藝對鋰電池性能的影響

        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,并將漿料中的有機溶劑進行烘干的一種工藝。涂布的效果對電池容量、內阻、循環壽命以及安全性有重要影響,保證極片均勻涂布。涂布方式的選擇和控制參數對鋰離子電池性能的有重要影響,主要表現在:

        1.涂布干燥溫度控制:若涂布時干燥溫度過低,則不能保證極片完全干燥,若溫度過高,則可能因為極片內部的有機溶劑蒸發太快,極片表面涂層出現龜裂、脫落等現象;

        2.涂布面密度:若涂布面密度太小,則電池容量可能達不到標稱容量,若涂布面密度太大,則容易造成配料浪費,嚴重時如果出現正極容量過量,由于鋰的析出形成鋰枝晶刺穿電池隔膜發生短路,引發安全隱患;

        3.涂布尺寸大?。和坎汲叽邕^小或者過大可能導致電池內部正極不能完全被負極包住,在充電過程中,鋰離子從正極嵌出來,移動到沒有被負極完全包住的電解液中,正極實際容量不能高效發揮,嚴重的時候,在電池內部會形成鋰枝晶,容易刺穿隔膜導致電池內部電路;

        4.涂布厚度:涂布厚度太薄或者太厚會對后續的極片軋制工藝產生影響,不能保證電池極片的性能一致性。

        另外極片涂布對電池的安全性有重要意義。涂布之前要做好5S工作,確保涂布過程中沒有顆粒、雜物、粉塵等混入極片中,如果混入雜物會引起電池內部微短路,嚴重時導致電池起火爆炸。

        三、涂布的方式

        據了解,涂布設備主要由收放卷單元、供料單元、張力控制系統、涂布機頭、烘箱等部分組成。涂布可以分為轉移式涂布和擠出式涂布兩種。

        1.轉移式涂布

        涂輥轉動帶動漿料,通過調整刮刀間隙來調節漿料轉移量,并利用背輥或涂輥的轉動將漿料轉移到基材上,按工藝要求,控制涂布層的厚度以達到重量要求,同時,通過干燥加熱除去平鋪于基材上的漿料中的溶劑,使固體物質很好地粘結于基材上。其優點是對漿料粘度要求不高,容易調節涂布參數,無堵料等,不足之處在對于動力電池來說涂布精度較差,無法保證極片的一致性。漿料在輥間暴露于空氣中,對漿料的性質有部分影響。

      鋰電池極片涂布工藝

        2.擠出式涂布

        上料系統將涂料輸送給螺桿泵,再將漿料動力輸送至擠出頭中,通過擠出形式將漿料制成液膜后涂布至移動的集流體上,經過干燥后形成質地均一的涂層,如圖所示。其優點是涂膜后極片非常均勻且精度高,涂層邊緣平整度高,密閉操作系統,不受異物影響,適合量產。其不足之處在于設備精度要求高,維護保養要求高,漿料粘度范圍要求高,變換規格時需要更換新的墊片。

        四、涂布中注意的問題

        1.點狀缺陷

        涂布過程中,漿料內部氣泡噴涂在極片上,經過烘箱烘干時,氣泡破裂,在極片上形成白色圓斑。此處活物質涂層較薄,在電池充放電過程中也最易造成微短路。極片中有異物存在時,顆粒周圍涂膜處是低表面張力區域,液膜向周圍呈發射狀遷移,形成點狀缺陷。防止出現此類缺陷的手段主要有:控制操作環境、優化漿料攪拌、控制涂布速度、保證基材干凈。

        2.厚邊缺陷

        極片在輥壓過程中,厚邊承受更大的壓力,不僅造成極片在橫向密度上不同,也會造成厚邊處活物質顆粒被碾碎。存在厚邊缺陷的極片經過壓制后,會出現較嚴重的翹曲現象,對后續的分切、卷繞過程中也會有很大的影響。厚邊處活物質顆粒被碾碎后,在充放電過程中鋰離子和電子的傳輸路徑變遠,則會導致電池內阻增大極化加深,會影響電池的使用壽命和安全。

        鋰電池極片涂布工藝主要目的是將穩定性好、粘度好、流動性好的漿料均勻地涂覆在正負極集流體上。極片涂布對鋰離子電池的容量、一致性、安全性等的具有重要的意義。但是由于它的均勻性的控制有非常大的難度,只有極少鋰電池廠家能處理好。而當生產批量(即涂布長度)增加時,這可能成為更大的難點或挑戰。

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