锂电池涂布工艺基础培训
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Fe)，这些合金元素能形成的含铁颗粒经过轧制形成细小的弥散颗粒，这 些颗粒能够稳定晶粒帮助形成细晶，从而提升铝箔的延伸率与抗拉强度。 (2) 按照铝箔按表面状态可分为一面光铝箔和两面光铝箔。其中单面光铝箔 采用双合轧制工艺，分卷后一面光亮， —面偏暗；而两面光单铝箔采用 单张轧制的铝箔，两面和轧辊接触；在相同处理工艺条件，通常两面光 的铝箔延伸率较单面光铝箔高，但相对成本也较高。 (3) 按照铝箔是否有清洗工艺，铝箔又定义为洗净箔与非洗净箔. 也有按照 热处理工艺不同，将铝箔分为H态与O态
锂电池涂布工艺 基础培训
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目录
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contents 3
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1.集流体简介
⑴.集流体：
顾名思义就是指汇集电流的结构或零件，在锂离子电池上主要指的是 金属箔，如铝箔、铜箔（单体电芯）、铝排、铜排（模组）。其功用主要 是①负载正极或负极材料，并将电极活性物质产生的②电流汇集起来以便 形成较大的电流对外输出。为电化学反应提供电子通道、加快电荷转移， 减少电化学极化，提高充放电库仑效率因此集流体应与活性物质 Ⅰ 充分接 触，并且 Ⅱ 内阻应尽可能小为佳。
铝箔是在锂离子电池内既是正极材料的载体，又充当正极电子的收集 与传输体，而正极相对电位与压实密度偏高，因此，锂电池制造对铝箔有 特别的技术要求。 1. 铝箔要有一定的强度和韧性（抗拉强度差、延展差→辊压断带） 2. 铝箔上能均匀地涂敷负极材料而不脱落（外观瑕疵→涂布露箔等）； 3. 铝箔应有良好的耐蚀性（腐蚀→电性能）； 4. 铝箔必须有良好的导电性；
挤压涂布核心是挤压涂布头腔体结构与浆料流变性的配合，浆料经过 泵输送到涂布头腔体中，由于挤压涂布头唇口间隙较小，浆料会受到较大 流动阻力，浆料将会在腔体中进行填充，填充满之后再流经唇口涂覆在基 材上。在这个过程中，要求刀模变形尽可能小，目的是为保证涂覆的一致 性。（腔体压力变化影响走带方向涂覆的一致性）
2.集流体处理工艺
利用功能涂层对锂离子电池集流体进行表面处理是一项突破性的锂离 子电池技术创新，涂碳铝箔/铜箔是将纳米导电碳/石墨颗粒与粘接剂按照一 定比例分散好，均匀、细腻地涂覆在铜箔/铝箔上，它能够提供极佳的静态 导电性能，收集活性物质的微电流，从而可以大幅度降低正/负极材料与集 流体之间的接触电阻，并能够提高两者之间的附着能力，可以减少粘接极 的使用量，进而电池的整体性能产生显著的提升。涂层分水性（水剂体系 ）和油性（有机溶剂体系）两种类型。
4.挤压涂布机-浆料
挤压涂布的KPIV与KPOV：
如图所示为常规挤压涂布之模具（die）及垫片，挤压涂布die为T-die设计 ，其母模共有两个分流管，以保证横向流量能够保持均匀；垫片的流道宽 度可依据需要做不同设计。
模具及垫片参数 狭缝间隙（S） 第一流道长（L1） 第二流道长（L2） 内分流管半径（r1） 外分流管半径（r2） 模唇厚度（L） 模唇角度（β） 流道宽度（W）
1.集流体简介
⑸.铜箔
工业用铜箔按生产工艺可分为压延铜箔与电解铜箔两大类。电解铜箔 易于生产操作，生产率较高，价格相对便宜等优势，目前，世界铜箔市场 的90%为电解铜箔，10%为压延铜箔。
电解铜箔两面表面结晶形态不Байду номын сангаас，紧贴阴极辊的一面比较光滑，称为 光面；另一面呈现凹凸形状的结晶组织结构，比较粗糙，称为毛面。
刻在辊上的坑的深度限制了转移到片幅上的液体数量，所以不同的刻 花辊涂布量也不同。凹版辊涂布可用于长期运行精确薄层涂布，其涂布精 度比其他方法更精确。
4.挤压涂布机-浆料
挤压涂布所涉及的是从涂布头内部扁平通道端部流出涂层的涂布，条 缝通道非常靠近片幅，流体从狭缝排除形成涂珠，再由片幅带走，常常在 涂珠下施加负压以使涂珠稳定，因此涂层厚度可以很好地控制。目前在锂 电行业涂布过程中，由于涂层较厚，涂布速度较慢，目前尚未超100m/min ，所以未采用负压装置。
4.挤压涂布机-浆料
挤压涂布采用螺杆泵供料，其特点是供料稳定，耐磨损，输出压力比 较大。螺杆泵结构示意图如下。螺杆泵采用的是伺服电机。过滤器采用的 是PP材质深层过滤器。挤压涂布头分为上下两部分，下刀模有凹槽。挤压 涂布使用特殊高强度钢材制作，要求具有将强的抗形变能力。挤压涂布烘 箱前段采用的是主动过辊，中间后部分采用的悬浮烘箱，其特点是膜片不 予上下风嘴接触，依靠上下吹风的压力差悬浮。
3.凹版涂布机-底涂
在凹版涂布中，刻在圆辊上的小坑存留这从液源得到的液体，辅助刮 刀将辊上多余的液体刮除。然后压入小坑的流体转移到片幅（在直接凹版） 或橡胶传递辊上（平凹版）。液体遮盖的范围取决于压入坑的液体数量。 坑的形状和流体转移到片幅的数量。因为在片幅上的流体反映出凹辊上的 图形，为了得到平滑的涂层，流体必须流平，有时会用反向凹版来改善流 平，或用光滑辊消除辊的花纹图案。
⑵.单体电芯的集流体，具有下述性能：
1）具有良好的机械性能，同时质量轻、薄； 2）在电解液中具有足够的化学稳定性和电化学稳定性； 3）与电极混合物材料（活性材料、胶粘剂和导电剂）具有良好的粘接性能。 4）生产工艺简单易实现，低成本
1.集流体简介
⑶.选择铝箔、铜箔的原因
正负极一般情況下采用不同的集流体，这是由于正负极充放电过程中 不同的电位条件決定的。在锂离子电池中，一般正极(LFP等)的集流体是Al 箔，而负极(石墨)的集流体是Cu箔。
铜箔是在锂离子电池内既是负极材料的载体，又充当负极电子的收集 与传输体。因此，锂离子电池制造对铜箔有特别的技术要求： 1）铜箔要有一定的强度和韧性(抗拉强度差→辊压断带,延展差→料箔分离） 2）铜箔上能均匀地涂敷负极材料而不脱落（外观瑕疵→涂布露箔等）； 3）铜箔应有良好的耐蚀性（腐蚀→电性能）； 4） 铜箔必须有良好的导电性；
Al的嵌Li电位为0.3V，作为负极时，极易嵌Li形成LiAl合金，由于Al表 面极易形成致密氧化层，可以保护Al在正极高电位下化学稳定性，故Al适 合做正极集流体。
Cu氧化电位为3.35V，在正极高电位下极易发生氧化，Cu的八面体间 隙很小，Li很难嵌入，故Cu适合做负极集流体。
1.集流体简介
⑷.铝箔 (1)按照铝箔合金元素不同，铝箔通常分为1系，3系（高Mn/Fe），8系(高
锂电池涂布工艺 基础培训
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1.集流体简介
⑴.集流体：
顾名思义就是指汇集电流的结构或零件，在锂离子电池上主要指的是 金属箔，如铝箔、铜箔（单体电芯）、铝排、铜排（模组）。其功用主要 是①负载正极或负极材料，并将电极活性物质产生的②电流汇集起来以便 形成较大的电流对外输出。为电化学反应提供电子通道、加快电荷转移， 减少电化学极化，提高充放电库仑效率因此集流体应与活性物质 Ⅰ 充分接 触，并且 Ⅱ 内阻应尽可能小为佳。
铝箔是在锂离子电池内既是正极材料的载体，又充当正极电子的收集 与传输体，而正极相对电位与压实密度偏高，因此，锂电池制造对铝箔有 特别的技术要求。 1. 铝箔要有一定的强度和韧性（抗拉强度差、延展差→辊压断带） 2. 铝箔上能均匀地涂敷负极材料而不脱落（外观瑕疵→涂布露箔等）； 3. 铝箔应有良好的耐蚀性（腐蚀→电性能）； 4. 铝箔必须有良好的导电性；
挤压涂布核心是挤压涂布头腔体结构与浆料流变性的配合，浆料经过 泵输送到涂布头腔体中，由于挤压涂布头唇口间隙较小，浆料会受到较大 流动阻力，浆料将会在腔体中进行填充，填充满之后再流经唇口涂覆在基 材上。在这个过程中，要求刀模变形尽可能小，目的是为保证涂覆的一致 性。（腔体压力变化影响走带方向涂覆的一致性）
2.集流体处理工艺
利用功能涂层对锂离子电池集流体进行表面处理是一项突破性的锂离 子电池技术创新，涂碳铝箔/铜箔是将纳米导电碳/石墨颗粒与粘接剂按照一 定比例分散好，均匀、细腻地涂覆在铜箔/铝箔上，它能够提供极佳的静态 导电性能，收集活性物质的微电流，从而可以大幅度降低正/负极材料与集 流体之间的接触电阻，并能够提高两者之间的附着能力，可以减少粘接极 的使用量，进而电池的整体性能产生显著的提升。涂层分水性（水剂体系 ）和油性（有机溶剂体系）两种类型。
4.挤压涂布机-浆料
挤压涂布的KPIV与KPOV：
如图所示为常规挤压涂布之模具（die）及垫片，挤压涂布die为T-die设计 ，其母模共有两个分流管，以保证横向流量能够保持均匀；垫片的流道宽 度可依据需要做不同设计。
模具及垫片参数 狭缝间隙（S） 第一流道长（L1） 第二流道长（L2） 内分流管半径（r1） 外分流管半径（r2） 模唇厚度（L） 模唇角度（β） 流道宽度（W）
1.集流体简介
⑸.铜箔
工业用铜箔按生产工艺可分为压延铜箔与电解铜箔两大类。电解铜箔 易于生产操作，生产率较高，价格相对便宜等优势，目前，世界铜箔市场 的90%为电解铜箔，10%为压延铜箔。
电解铜箔两面表面结晶形态不Байду номын сангаас，紧贴阴极辊的一面比较光滑，称为 光面；另一面呈现凹凸形状的结晶组织结构，比较粗糙，称为毛面。
刻在辊上的坑的深度限制了转移到片幅上的液体数量，所以不同的刻 花辊涂布量也不同。凹版辊涂布可用于长期运行精确薄层涂布，其涂布精 度比其他方法更精确。
4.挤压涂布机-浆料
挤压涂布所涉及的是从涂布头内部扁平通道端部流出涂层的涂布，条 缝通道非常靠近片幅，流体从狭缝排除形成涂珠，再由片幅带走，常常在 涂珠下施加负压以使涂珠稳定，因此涂层厚度可以很好地控制。目前在锂 电行业涂布过程中，由于涂层较厚，涂布速度较慢，目前尚未超100m/min ，所以未采用负压装置。
4.挤压涂布机-浆料
挤压涂布采用螺杆泵供料，其特点是供料稳定，耐磨损，输出压力比 较大。螺杆泵结构示意图如下。螺杆泵采用的是伺服电机。过滤器采用的 是PP材质深层过滤器。挤压涂布头分为上下两部分，下刀模有凹槽。挤压 涂布使用特殊高强度钢材制作，要求具有将强的抗形变能力。挤压涂布烘 箱前段采用的是主动过辊，中间后部分采用的悬浮烘箱，其特点是膜片不 予上下风嘴接触，依靠上下吹风的压力差悬浮。
3.凹版涂布机-底涂
在凹版涂布中，刻在圆辊上的小坑存留这从液源得到的液体，辅助刮 刀将辊上多余的液体刮除。然后压入小坑的流体转移到片幅（在直接凹版） 或橡胶传递辊上（平凹版）。液体遮盖的范围取决于压入坑的液体数量。 坑的形状和流体转移到片幅的数量。因为在片幅上的流体反映出凹辊上的 图形，为了得到平滑的涂层，流体必须流平，有时会用反向凹版来改善流 平，或用光滑辊消除辊的花纹图案。
⑵.单体电芯的集流体，具有下述性能：
1）具有良好的机械性能，同时质量轻、薄； 2）在电解液中具有足够的化学稳定性和电化学稳定性； 3）与电极混合物材料（活性材料、胶粘剂和导电剂）具有良好的粘接性能。 4）生产工艺简单易实现，低成本
1.集流体简介
⑶.选择铝箔、铜箔的原因
正负极一般情況下采用不同的集流体，这是由于正负极充放电过程中 不同的电位条件決定的。在锂离子电池中，一般正极(LFP等)的集流体是Al 箔，而负极(石墨)的集流体是Cu箔。
铜箔是在锂离子电池内既是负极材料的载体，又充当负极电子的收集 与传输体。因此，锂离子电池制造对铜箔有特别的技术要求： 1）铜箔要有一定的强度和韧性(抗拉强度差→辊压断带,延展差→料箔分离） 2）铜箔上能均匀地涂敷负极材料而不脱落（外观瑕疵→涂布露箔等）； 3）铜箔应有良好的耐蚀性（腐蚀→电性能）； 4） 铜箔必须有良好的导电性；
Al的嵌Li电位为0.3V，作为负极时，极易嵌Li形成LiAl合金，由于Al表 面极易形成致密氧化层，可以保护Al在正极高电位下化学稳定性，故Al适 合做正极集流体。
Cu氧化电位为3.35V，在正极高电位下极易发生氧化，Cu的八面体间 隙很小，Li很难嵌入，故Cu适合做负极集流体。
1.集流体简介
⑷.铝箔 (1)按照铝箔合金元素不同，铝箔通常分为1系，3系（高Mn/Fe），8系(高