浆料的流变特性与涂布效果范例
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– “树皮”条纹 – 厚薄不均 – “火山口”凹陷小坑
• 涂层两侧不整齐和“鼓包”问题
– 浆料流动性不好 – 挡板设置不好
• 涂层两侧卷边问题
– 干燥箱内的托辊安装不良（本文不涉及） – 第一温区的温度设置和风量配置
• 极片粹裂问题
– 涂布速度太快 – 各温区温度设置不合理
• 间歇涂布结束时的“拖尾问题”
• 本章节主要关注binder的粘稠特性，因为对 于相同溶解浓度的同一种binder来说，粘度 大的binder，其分子量就高，使用效率也会 高一些，即：用量会较少一些。 • 粘度相对高的液体，它的悬浮力也比较大， 也就是它对于溶液中的固体（包括粉体） 有更大的托举力。这种特性不但阻碍固体 的沉降，还能起到分散溶液中粉体的作用， 即：在高速搅拌中使液体里的每个粉体颗 粒保持均匀的距离，这就是我们谋求的均 匀分散效果，这样的效果不但可以提高过 筛的能力，还能提高涂工的平整程度。
• 然而过低粘度的浆料虽然流动性较好，但干燥困 难，降低了涂布机的工作效率，还容易发生涂层 龟裂、卷边的问题。 • 过低粘度(比如1500cps）的水性浆料在涂布后还 会发生因为各粉体的表面张力不同而导致溶液脱 离疏水粉体的表面（比如石墨），处于较低张力 位置的液体会积聚到张力较高的位置，这样就会 形成涂层表面的凹陷（凹坑、俗称“火山坑”）。 • 过低粘度的浆料还会使颗粒重新团聚，特别是超 细颗粒容易团聚，破坏涂层“面密度”的均匀性。
• 浆料的粘度调整
– 粘度太稠会破坏浆料的流动性，尤其是水性浆料 – 粘度太稀容易使浆料的固液分层，因为液体的流 动性比固体好，当固体停止流动时而液体部分或 者是固含量低的部分流体还会“向外”流动，加 重了拖尾现象。 – 由于太稀的浆料容易产生固液分层，较轻质的部 分悬浮在流体的上层，当B辊离开C辊时，拉断部 分的浆料由于轻质的上层更具有流动性，更容易 被“拉长”，结果造成了拖尾部分的固液严重分 离，表现为涂层尾部出现透明“水印”的现象。
粘度的意义
粘度，顾名思义是液体的粘稠程度，而不是它的 粘结强度，甚至与粘结力毫无关系，就像炼乳和蜂
蜜一样，是体现液体稀和稠的程度。
• Binder的粘度意义
对于binder来说，既有又具粘度还具粘结力的 “一液型”binder,比如LA132；还有只具备粘度 而不具备粘结力的增稠剂，比如CMC，它必须 与仅具有粘结力的SBR组成“二液型”binder 才能使用。 溶液粘度与溶液浓度不是线性关系，即：增加用 量会使粘度成指数规律升高。
这个现象应该是浆料沉淀（分层）造成的。具 体成因大致如下： 在浆料斗内的浆料慢慢沉降，而开始涂布用去 的浆料是上层较轻质的部分。随着不断地补充新 的浆料，上层的轻质部分 不断用去，料斗内浆料的 固含量逐渐增加，涂布的 极片也逐渐变厚，但最后 能够稳定在一个最高值。
逗号辊涂布机的普遍问题
• 间歇涂布开始“鼓包”问题
– 这个问题主要是设备的调整问题（B辊动作与C辊配合， 等等），本文不涉及。
• 间歇涂布结束时的“拖尾”问题
– 浆料的流动性 – 浆料表面张力 – 浆料的粘度调整
• “越涂越薄”的问题
– 浆料的流动性 – 浆料的表面张力 – 逗号辊的材质
• 涂层表面不光滑问题
• 浆料的粘度意义
– 粘度高的浆料当然也不容易沉淀，它的分散匀 度也会好一些。但是当其粘度下降后，悬浮在 其中的固体（包括粉体）就会开始分层，重量 较大者在下层，而重量较轻者会浮在上层，比 如浆料中的炭黑导电剂就会浮在表层。粘度越 低，沉降越明显。好的浆料需要性能优越的增 稠剂，还希望悬浮的颗粒表面积大（颗粒越小 其表面积越大）。另外，优良的制浆设备和工 艺可以减少以上的沉降和分层现象。 – 但是过高粘度的浆料不利于流平效果，也就是 涂工不平整，所以适当降低粘度有利于涂布。
– 主要原因是浆料的流动性不良。混合良好的浆料是流动性 极好的流体，而流动性好的流体具有流体最普通的特性 －－－液体的表面张力。张力使得液体边缘向其内部集聚：
液体在没有浸润 的平面上隆起 流动性不好的流体 表面张力弱，容易 产生“拖尾”现象
液体张力使锯齿 状的界面向内集聚
液体的表面张力可以修复液体界面凹凸 的形状，好的流体具有这样的特性
（表面积大，附着力强的原因）
上料桶太大的原因（尤其是粘度较低的负极）
有些公司吊装的 料桶很大，一桶 浆料可以涂布 0.5～1h。这种 简单的料桶没有 搅动装置，随着 涂布时间的增加， 浆料渐渐沉降， 料桶上层的浆料 固含量越来越低， 也会造成越涂越 薄的现象。
液面高度
逗号辊
料斗斜板
C辊
B辊
逗号辊越涂越厚的问题
逗号辊涂布机的普遍问题
前言
• 极片涂布的质量除了使用优良的涂布机之外还必 须具备高超熟练的涂布技术和经验，本文不涉及 这方面的讨论，而重点探讨浆料的制作以及浆料 与涂布的关系。正如日本电池界所说：电池的好 坏有70%与极片品质相关，而极片的好坏有70% 与浆料的品质相关。因此，做好浆料就等于做好 了电池的50%，这是电池制造的首要工作，也是 核心工作。
逗号辊“越涂越薄”的问题
• 流动性差的浆料会附着在逗号辊的刀口上，使得 涂布间隙随时间的增加而变小。根据经验，在涂 布超过150“片”后，涂布厚度又会突然增大，可 能是附着在刀口上的浆料增多后被流体的压力冲 掉使得间隙恢复到初始状态。 • 质地均匀的浆料具有显著的表面张力，使得浆料 界面向其内部集聚，减小了对刀口的附着力。 • 逗号辊的材质不同，其表面的摩擦力也不同。镀 铬的逗号辊具有最小的摩擦力，而不锈钢的逗号 辊容易使浆料附着。 • 磷酸铁锂比其它材料更容易出现越涂越薄的现象。
• 涂布起始端隆起还会破坏圆柱电池极组的圆度
（除了影响电池性能外）
１）极片厚薄不匀 （这个现象少见，属于特例） ２）间歇涂布的起始部分 隆起（极片厚）
隆起部分
３）极耳未压成圆弧形 平直极耳 整形极耳
卷针
ห้องสมุดไป่ตู้
• 浆料的良好流动性使其成为具有张力 特性的流体
– 流体的表面张力使拖尾的锯齿界面向流体内侧 收拢聚集，减小了锯齿的幅度。 – 良好的流动性使浆料内部的应力均匀，当B辊 离开C辊时，浆料的表面被均匀地拉断，断裂 处的界面平整。 – 由于流动性好，被拉断的部分厚度均匀，而流 动性差的浆料在尾部的厚度比较薄。
• 涂层两侧不整齐和“鼓包”问题
– 浆料流动性不好 – 挡板设置不好
• 涂层两侧卷边问题
– 干燥箱内的托辊安装不良（本文不涉及） – 第一温区的温度设置和风量配置
• 极片粹裂问题
– 涂布速度太快 – 各温区温度设置不合理
• 间歇涂布结束时的“拖尾问题”
• 本章节主要关注binder的粘稠特性，因为对 于相同溶解浓度的同一种binder来说，粘度 大的binder，其分子量就高，使用效率也会 高一些，即：用量会较少一些。 • 粘度相对高的液体，它的悬浮力也比较大， 也就是它对于溶液中的固体（包括粉体） 有更大的托举力。这种特性不但阻碍固体 的沉降，还能起到分散溶液中粉体的作用， 即：在高速搅拌中使液体里的每个粉体颗 粒保持均匀的距离，这就是我们谋求的均 匀分散效果，这样的效果不但可以提高过 筛的能力，还能提高涂工的平整程度。
• 然而过低粘度的浆料虽然流动性较好，但干燥困 难，降低了涂布机的工作效率，还容易发生涂层 龟裂、卷边的问题。 • 过低粘度(比如1500cps）的水性浆料在涂布后还 会发生因为各粉体的表面张力不同而导致溶液脱 离疏水粉体的表面（比如石墨），处于较低张力 位置的液体会积聚到张力较高的位置，这样就会 形成涂层表面的凹陷（凹坑、俗称“火山坑”）。 • 过低粘度的浆料还会使颗粒重新团聚，特别是超 细颗粒容易团聚，破坏涂层“面密度”的均匀性。
• 浆料的粘度调整
– 粘度太稠会破坏浆料的流动性，尤其是水性浆料 – 粘度太稀容易使浆料的固液分层，因为液体的流 动性比固体好，当固体停止流动时而液体部分或 者是固含量低的部分流体还会“向外”流动，加 重了拖尾现象。 – 由于太稀的浆料容易产生固液分层，较轻质的部 分悬浮在流体的上层，当B辊离开C辊时，拉断部 分的浆料由于轻质的上层更具有流动性，更容易 被“拉长”，结果造成了拖尾部分的固液严重分 离，表现为涂层尾部出现透明“水印”的现象。
粘度的意义
粘度，顾名思义是液体的粘稠程度，而不是它的 粘结强度，甚至与粘结力毫无关系，就像炼乳和蜂
蜜一样，是体现液体稀和稠的程度。
• Binder的粘度意义
对于binder来说，既有又具粘度还具粘结力的 “一液型”binder,比如LA132；还有只具备粘度 而不具备粘结力的增稠剂，比如CMC，它必须 与仅具有粘结力的SBR组成“二液型”binder 才能使用。 溶液粘度与溶液浓度不是线性关系，即：增加用 量会使粘度成指数规律升高。
这个现象应该是浆料沉淀（分层）造成的。具 体成因大致如下： 在浆料斗内的浆料慢慢沉降，而开始涂布用去 的浆料是上层较轻质的部分。随着不断地补充新 的浆料，上层的轻质部分 不断用去，料斗内浆料的 固含量逐渐增加，涂布的 极片也逐渐变厚，但最后 能够稳定在一个最高值。
逗号辊涂布机的普遍问题
• 间歇涂布开始“鼓包”问题
– 这个问题主要是设备的调整问题（B辊动作与C辊配合， 等等），本文不涉及。
• 间歇涂布结束时的“拖尾”问题
– 浆料的流动性 – 浆料表面张力 – 浆料的粘度调整
• “越涂越薄”的问题
– 浆料的流动性 – 浆料的表面张力 – 逗号辊的材质
• 涂层表面不光滑问题
• 浆料的粘度意义
– 粘度高的浆料当然也不容易沉淀，它的分散匀 度也会好一些。但是当其粘度下降后，悬浮在 其中的固体（包括粉体）就会开始分层，重量 较大者在下层，而重量较轻者会浮在上层，比 如浆料中的炭黑导电剂就会浮在表层。粘度越 低，沉降越明显。好的浆料需要性能优越的增 稠剂，还希望悬浮的颗粒表面积大（颗粒越小 其表面积越大）。另外，优良的制浆设备和工 艺可以减少以上的沉降和分层现象。 – 但是过高粘度的浆料不利于流平效果，也就是 涂工不平整，所以适当降低粘度有利于涂布。
– 主要原因是浆料的流动性不良。混合良好的浆料是流动性 极好的流体，而流动性好的流体具有流体最普通的特性 －－－液体的表面张力。张力使得液体边缘向其内部集聚：
液体在没有浸润 的平面上隆起 流动性不好的流体 表面张力弱，容易 产生“拖尾”现象
液体张力使锯齿 状的界面向内集聚
液体的表面张力可以修复液体界面凹凸 的形状，好的流体具有这样的特性
（表面积大，附着力强的原因）
上料桶太大的原因（尤其是粘度较低的负极）
有些公司吊装的 料桶很大，一桶 浆料可以涂布 0.5～1h。这种 简单的料桶没有 搅动装置，随着 涂布时间的增加， 浆料渐渐沉降， 料桶上层的浆料 固含量越来越低， 也会造成越涂越 薄的现象。
液面高度
逗号辊
料斗斜板
C辊
B辊
逗号辊越涂越厚的问题
逗号辊涂布机的普遍问题
前言
• 极片涂布的质量除了使用优良的涂布机之外还必 须具备高超熟练的涂布技术和经验，本文不涉及 这方面的讨论，而重点探讨浆料的制作以及浆料 与涂布的关系。正如日本电池界所说：电池的好 坏有70%与极片品质相关，而极片的好坏有70% 与浆料的品质相关。因此，做好浆料就等于做好 了电池的50%，这是电池制造的首要工作，也是 核心工作。
逗号辊“越涂越薄”的问题
• 流动性差的浆料会附着在逗号辊的刀口上，使得 涂布间隙随时间的增加而变小。根据经验，在涂 布超过150“片”后，涂布厚度又会突然增大，可 能是附着在刀口上的浆料增多后被流体的压力冲 掉使得间隙恢复到初始状态。 • 质地均匀的浆料具有显著的表面张力，使得浆料 界面向其内部集聚，减小了对刀口的附着力。 • 逗号辊的材质不同，其表面的摩擦力也不同。镀 铬的逗号辊具有最小的摩擦力，而不锈钢的逗号 辊容易使浆料附着。 • 磷酸铁锂比其它材料更容易出现越涂越薄的现象。
• 涂布起始端隆起还会破坏圆柱电池极组的圆度
（除了影响电池性能外）
１）极片厚薄不匀 （这个现象少见，属于特例） ２）间歇涂布的起始部分 隆起（极片厚）
隆起部分
３）极耳未压成圆弧形 平直极耳 整形极耳
卷针
ห้องสมุดไป่ตู้
• 浆料的良好流动性使其成为具有张力 特性的流体
– 流体的表面张力使拖尾的锯齿界面向流体内侧 收拢聚集，减小了锯齿的幅度。 – 良好的流动性使浆料内部的应力均匀，当B辊 离开C辊时，浆料的表面被均匀地拉断，断裂 处的界面平整。 – 由于流动性好，被拉断的部分厚度均匀，而流 动性差的浆料在尾部的厚度比较薄。