正在膜概况分裂构成针孔缺陷

洁净度:基材概况上的杂质会导致一些物的缺陷,如突点,污质等。所以正在基材的出产工艺中需要比力好的节制原材料的洁净度。正在线的膜洁净辊是一个比力无效的去除基材杂质的方式。虽然并不克不及去除所有的膜上的杂质,可是能够无效的提高原材料的质量,降低丧失。

静电:正在涂布线上,涂正在放卷及颠末辊筒时会正在基材概况发生良多的静电。发生的静电有很容易吸附空气及辊筒上的灰层,从而形成涂布缺陷。静电正在放电的过程中,同样正在涂布概况上会形成静电状的外不雅缺陷,更严沉的以至会惹起火警。若是正在湿度较低的冬天,涂布线上的静电问题会更凸显严沉。削减此类缺陷的最无效法子就是尽量连结湿度正在一个比力高的形态,对涂布线接地,而且拆一些抗静电的安拆。

涂布过程中削减涂布缺陷,提高涂布质量和良品率,降低成本是涂布工艺需要研究的主要内容。正在涂布工序经常呈现的问题是头厚尾薄、双侧厚边、点状暗斑、概况粗拙、露箔等缺陷。头尾厚度能够通过涂布阀或间歇阀的开关时间来调整,厚边问题能够从浆料性质、涂布间隙调整、浆料流速等方面改善,概况粗拙不服整有条纹等能够通过不变箔材、降低速度、调整风刀角度等改善。

除上述要素外,还必需连系极片涂布的具体环境和特点。锂离子电池极片涂布特点是:①双面单层涂布;②浆料湿涂层较厚(100~300μm);③浆料为非牛顿型高粘度流体;④极片涂布精度要求高,和胶片涂布精度附近;⑤涂布支撑体为厚度10~20μm的铝箔和铜箔;⑥和胶片涂布速度比拟,极片涂布速度不高。综上要素考虑,一般尝试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式。

广义的涂布过程包罗:开卷→接片→拉片→张力节制→涂布→干燥→纠偏→张力节制→纠偏→收卷等过程。涂布工艺复杂,同时影响涂布结果的要素也较多,好比:涂布设备的制制精度、设备运转的平稳程度以及涂布过程中动态张力的节制、烘干过程中风量的大小以及温度节制曲线城市影响涂布的结果,所以选择合适的涂布工艺极为主要。

极片涂布一般是指将搅拌平均的浆料平均地涂覆正在集流体上,并将浆猜中的无机溶剂进行烘干的一种工艺。涂布的结果对电池容量、内阻、轮回寿命以及平安性有主要影响,极片平均涂布。涂布体例的选择和节制参数对锂离子电池机能的有主要影响,次要表示正在:

可能缘由:异物或大颗粒卡正在狭缝间隙内或涂布间隙上、基材质量不佳,形成有异物挡正在涂辊取背辊的涂布间隙上、模具模唇毁伤

涂布液的平均性、不变性、边缘和概况效应遭到涂布液的流变特征影响,从而间接决定涂层的质量。采用理论阐发、涂布尝试手艺、流体力学无限元手艺等研究手段能够进行涂布窗口的研究,涂布窗口就是能够进行不变涂布,获得平均涂层的工艺操做范畴。

狭缝挤压涂布:做为一种细密的湿式涂布手艺,如图3所示,工做道理为涂布液正在必然压力必然流量下沿着涂布模具的裂缝挤压喷出而转移到基材上。比拟其它涂布体例,具有良多长处,如涂布速度快、精度高、湿厚平均;涂布系统封锁,正在涂布过程中能防止污染物进入,浆料操纵率高、可以或许连结浆料性质不变,可同时进行多层涂布。并能顺应分歧浆料粘度和固含量范畴,取转移式涂布工艺比拟具有更强的顺应性。

3)涂布尺寸大小:涂布尺寸过小或者过大可能导致电池内部正极不克不及完全被负极包住,正在充电过程中,锂离子从正极嵌出来,挪动到没有被负极完全包住的电解液中,正极现实容量不克不及高效阐扬,严沉的时候,正在电池内部会构成锂枝晶,容易刺穿隔阂导致电池内部电;

别的极片涂布对电池的平安性有主要意义。涂布之前要做好5S工做,确保涂布过程中没有颗粒、杂物、粉尘等混入极片中,若是混入杂物会惹起电池内部微短,严沉时导致电池起火爆炸。

涂布平均性都是用来评价一个区域的全体涂胶情况的。但正在现实出产中,我们凡是更关怀正在基材横向和纵向两个标的目的上的平均性。所谓横向平均性正在涂布宽度标的目的(或机械横向)上的平均性。所谓纵向平均性是正在涂布长度标的目的(或基材行进标的目的)上的平均性。横向和纵向涂胶误差的大小、影响要素及节制体例都有很大的分歧。一般环境下,基材(或涂胶)宽度越大,横向平均性就越难节制。按照涂布正在线多年的现实经验,当基材宽度正在800mm以下时,横向平均性凡是都很容易保障;当基材宽度正在1300~1800mm时,横向平均性常常能节制好但有必然的难度,需要相当专业的水准;而当基材宽度正在2000mm以上时,横向平均性的节制正在有很是大的难度,只要少少厂家能处置好。而当出产批量(即涂布长度)添加时,纵向平均性就可能成为比横向平均性更大的难点或挑和。

浆料涂覆是继制备浆料完成后的下一道工序,此工次第要目标是将不变性好、粘度好、流动性好的浆料平均地涂覆正在正负极集流体上。极片涂布对锂电池具有主要的意义。据不完全统计:因极片涂布工艺惹起的电池失效占全数缘由惹起的锂电池失效的比例跨越10%,也是材料匠群里的抢手话题之一。因而总结了一下涂布工艺,讲述不合错误的处所,请大牛多多指教。

1)涂布干燥温度节制:若涂布时干燥温渡过低,则不克不及极片完全干燥,若温渡过高,则可能由于极片内部的无机溶剂蒸发太快,极片概况涂层呈现龟裂、零落等现象;

左图带有气泡的负极片、左图扫描电镜200倍放大图。正在合浆、转运和涂布过程中,粉尘或长度较大的毛絮物等异物混入涂布液中或落到湿涂层概况,该处涂层概况张力因受外力影响导致间感化力发生改变,浆料发生轻度转移,经烘干后构成圆形踪迹,两头偏薄。

厚度平均:正在雷同于刮刀式涂布的工艺中,基材面厚度不服均,会导致涂布厚度的不服均。由于正在涂布工艺中,涂布厚度通过刮刀和基材的之间的间隙节制。若是正在基材横向上,有一处的基材厚度比力低,那么通过该处的溶液就会更多,涂布厚度也会更厚,反之亦然。若是从测厚仪中看到如下基材的厚度波动,那最终涂出来的膜厚波动也会呈现同样的误差。别的横向厚度误差还会导致收卷的缺陷。所认为了避免这种缺陷,原材料的厚度节制很主要

4)涂布厚度:涂布厚度太薄或者太厚会对后续的极片轧制工艺发生影响,不克不及电池极片的机能分歧性。

概况张力:铜铝箔的概况张力必需高于所涂覆的溶液的概况张力,不然溶液正在基材大将很难平整地铺展开而导致比力差的涂布质量。一个需要恪守的准绳是:所要涂覆的溶液的概况张力该当比基材的低5dynes/cm,当然这只是粗略的。溶液和基材的概况张力能够通过配方的调整或者基材的概况处置来调整。对两者的概况张力丈量也该当做为一个质量节制的测试项目。

搅拌过程中,湿度太高,导致浆料冻形态,导电剂没有完全分离好,极片辊压后概况存正在大量的颗粒。

刮刀涂布:工做道理如图1所示,箔基材颠末涂布辊并间接取浆料料槽接触,过量的浆料涂正在箔基材上,正在基材通过涂辊取刮刀之间时,刮刀取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,并由此正在基材概况构成一层平均的涂层。刮刀类型次要逗号刮刀。逗号刮刀是涂布头中的环节部件之一,一般正在圆辊概况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,易于节制涂布量和涂布精度,合用于高固含量和高黏度的浆料。

一是气泡发生(搅拌过程、输运过程、涂布过程); 气泡发生的针孔缺陷比力容易理解,湿膜中的气泡从内层向膜概况迁徙,正在膜概况分裂构成针孔缺陷。气泡次要来自搅拌、涂液输运以及涂布过程涂料的流动性不良,流平性差,涂料气泡性差

涂布的速度等。湿涂层的厚度,2. 通过一些质量节制手段,要求的涂布精度,涂布和干燥的工艺,

箔材概况存正在导致污染物颗粒,颗粒概况处的湿膜存正在低概况张力区域,液膜向颗粒四周发射状迁徙,构成缩孔点状缺陷。

缺陷可能发生正在任何加工段:涂料的配制 基材的制做、基材操做涂布区域、干燥区域、裁切、分条、碾压过程等等。那一般处理缺陷的逻辑方式是怎样样的呢?

浆料根基物性取涂布之关系:现实工艺过程中,浆料的粘度对涂布结果有必然影响,电极原材料,浆料配比比例,拔取粘结剂品种分歧时所制备的浆料粘度也分歧。浆料粘度太高时,涂布往往无法持续不变的进行,涂布结果也遭到影响

2)涂布面密度:若涂布面密度太小,则电池容量可能达不到标称容量,若涂布面密度太大,则容易形成配料华侈,严沉时若是呈现正极容量过量,因为锂的析出构成锂枝晶刺穿电池隔阂发生短,激发平安现患;

所谓涂布平均性是指正在涂布区域内涂层厚度或涂胶量分布的分歧性。涂层厚度或涂胶量的分歧性越好,涂布平均性越好,反之越差。涂布平均性并没有同一的怀抱目标,能够用必然区域内各点的涂层厚度或涂胶量相对于该区域的平均涂层厚度或涂胶量之误差或误差百分比来权衡,也能够用必然区域内最大和最小涂层厚度或涂胶量之差来权衡。涂层厚度凡是用µm暗示。

辊涂转移式:涂辊动弹带动浆料,通过逗号刮刀间隙来调理浆料转移量,并操纵背辊和涂辊的动弹将浆料转移到基材上,工艺过程如图2所示。辊涂转移涂布包含两个根基过程:(1)涂布辊动弹带动浆料通过计量辊间隙,构成必然厚度的浆料层;(2)必然厚度的浆料层通过标的目的相对的涂辊取背辊动弹转移浆料到箔材上构成涂层。

统计东西(SPC) 来节制产物的质量。涂布支撑体或基材,或者视觉外不雅检测系统(Visual System)来查抄涂布概况能否出缺陷。一般选择涂布方式需要从下面几个方面考虑,通过正在线的监测节制不变的涂布厚度,找到比力好的或者说宽的工艺窗口。涂布液的流变特征,包罗:涂布的层数,1. 正在从中试到出产的过程中就要优化产物的配方。