简述锂离子电池极片的生产工艺

一、涂布的意义

浆料涂覆是继制备浆料完成后的下一道工序，此工序重要目的是将稳定性好、粘度好、流动性好的浆料均匀地涂覆在正负极集流体上。极片涂布对锂离子电池包具有重要的意义，重要体现在以下几点：

1、对成品电池容量具有重要意义

在涂布过程中，若极片前、中、后三段位置正负极浆料涂层厚度不一致，则容易引起电池容量过低、过高，更易在电池循环过程中形成析锂，影响电池寿命。

2、对电池的安全性和性能有重要意义

涂布之前要做好5S工作，确保涂布过程中没有颗粒、杂物、粉尘等混入极片中，假如混入杂物会引起电池内部微短路，严重时导致电池起火爆炸。电池厂比较忌讳的是一批电池中，容量差异、循环寿命差异较大，所以在极片涂布过程中要保证极片前后参数一致。

3、对电池寿命有重要意义

浆料涂覆前后差异大、极片混入粉尘、极片左右厚度不均匀等等，都关系到电池电化学性能的优劣。

二、涂布的方式

据了解，涂布设备重要由收放卷单元、供料单元、张力控制系统、涂布机头、烘箱等部分组成。涂布可以分为转移式涂布和挤出式涂布两种。

1、转移式涂布

涂辊转动带动浆料，通过调整刮刀间隙来调节浆料转移量，并利用背辊或涂辊的转动将浆料转移到基材上，按工艺要求，控制涂布层的厚度以达到重量要求，同时，通过干燥加热除去平铺于基材上的浆料中的溶剂，使固体物质很好地粘结于基材上。其优点是对浆料粘度要求不高，容易调节涂布参数，无堵料等，不足之处在关于动力锂电池来说涂布精度较差，无法保证极片的一致性。浆料在辊间暴露于空气中，对浆料的性质有部分影响。

2、挤出式涂布

上料系统将涂料输送给螺杆泵，再将浆料动力输送至挤出头中，通过挤出形式将浆料制成液膜后涂布至移动的集流体上，经过干燥后形成质地均一的涂层，如图所示。其优点是涂膜后极片非常均匀且精度高，涂层边缘平整度高，密闭操作系统，不受异物影响，适合量产。其不足之处在于设备精度要求高，维护保养要求高，浆料粘度范围要求高，变换规格时要更换新的垫片。

三、涂布中注意的问题

点状缺陷

涂布过程中，浆料内部气泡喷涂在极片上，经过烘箱烘干时，气泡破裂，在极片上形成白色圆斑。此处活物质涂层较薄，在电池充放电过程中也最易造成微短路。极片中有异物存在时，颗粒周围涂膜处是低表面张力区域，液膜向周围呈发射状迁移，形成点状缺陷。防止出现此类缺陷的手段重要有：控制操作环境、优化浆料搅拌、控制涂布速度、保证基材干净。

厚边缺陷

极片在辊压过程中，厚边承受更大的压力，不仅造成极片在横向密度上不同，也会造成厚边处活物质颗粒被碾碎。存在厚边缺陷的极片经过压制后，会出现较严重的翘曲现象，对后续的分切、卷绕过程中也会有很大的影响。