匀浆涂布工艺技术

题外话：本人一直定位自己是工艺工作者，对于工艺岗位有些感情，先说我的几点看法：1、工艺技术本身呢，不可避免的存在一些经验性和特殊性。经验性体现在——不同的技术团队、背景或者技术人员的水平、甚至企业文化等等，而特殊性体现在——不同的工艺体系、不同的设备条件、不同阶段的产品目标、以及特殊客户等。2、工艺技术本身没有绝对的对和错，企业能够盈利就可以算作是一种成功，虽然可能直通率比较低。工艺部门的主要职责在于保证生产运作、减少不良品，在企业方针下平衡产能与产品标准。3、工艺技术有一个核心要素——持续改善！出色的企业，必定都是历经甚至数批工艺技术人员持续改善的结果，不可能说请一个高人，2、3年内就能成功的。4、目前来说，动力电池企业产品控制标准相对高于3C类电池企业，毕竟受限于pack的一致性要求，高一致性则直接减少低容、高内阻、自放电等不良损失。5、工艺技术呢，还有个典型特征：所见即所得——工艺流程、设备配置、过程监控等，进入车间，这些都能看到，所以“闻多识广”对于工艺人员本身是比较好的成长途径之一。在见过了众多差异化的流程、标准之后，掌握其背后的技术指导准则，更利于后续针对自身工艺条件设定标准、控制制程，集前车之鉴防患于未然，减少损失。以上只是个人工作的一点感受，也可以算是感情，有时候也觉得自己想太多、太压抑，坚持做一件事情有时候还是挺不容易的。在此也向坚守在工艺岗位上的朋友们致敬，大家都挺辛苦的，每天都蹲在现场，总有让你操心不尽的员工失误、总有跟你不配合的生产管理、也总有你也解释不了的异常现象，更有让你说不出辛酸的那么多义务加班〜〜〜现离开工艺岗位，打算先沉淀几年再说。本篇作为一篇自我总结吧，结合过去的实践经历，当然还有理论结合简单阐述，但愿对于一些工艺技术新人、涂布岗位员工有所帮助。人们总爱谈论涂布，其作为承前启后极片成型的工序固然比较重要，但个人觉得其更多的在于设备运行，理论知识方面还是浆料更有难度。、常见涂布方法1、 浸渍涂布：随基体从涂料中拉出，附着于其表面的涂料形成涂层。现在的隔膜涂层涂覆貌似这种居多。2、 刮刀涂布：早期一般实验室连续涂布的机器，由于其需要手工刮出极耳位不便于制作全电池，使用得越来越少了。3、 辊式涂布：（锂电的转移涂布）涂布辊、定量逗号辊、包胶背辊组成，基体涂料及涂层表面状态取决于基体和涂布辊的相对速度、涂布辊背辊间隙、涂料粘度和润湿特性等因素。4、 凹版涂布：是应用凹版胶印原理而设计的一种涂布方法，凹版辊表面雕刻有各种凹纹网点，用以容纳一定量的涂料。通常背辊表面均包覆有相当硬度的橡胶层，涂布时与涂布辊压紧形成一定的线压力，以使凹版网点内的涂料能转移到基体上。涂布量取决于凹版辊网点图形及雕刻深度。在涂料固含量固定的情况下，选用合适网点的凹版辊，就能得到所需的涂布量；涂层的表观质量，很大程度上取决于涂料的粘度及流变特性。凹版涂布可用于涂布教黏带、磁带、硅胶带等产品。典型工艺条件：1〜50um涂层厚度，15〜1500mPa's的黏度，车速可高达600m/min.凹版涂布的主要优点是可在高车速下得到很薄的涂层，其主要缺点是有时难以消除凹版辊的网纹涂层均匀性很大程度上取决于凹版纹的设计及涂料的流变特性。涂布量正比于凹版辊凹纹内容积，一般凹版辊的涂布转移量约为其容积的60%。日本YASUISEIKI公司开发了微凹版涂布工艺。（导电涂层系用此法，有些锂电大厂和专业做导电涂层箔材的厂商）5、 条缝涂布、挤压涂布：（锂电动力电池厂逐渐趋向于使用）既可以是单层涂布也可以是多层涂布。条缝涂布可以实现条幅型和间歇型特定的非连续性涂布，以适应一些高附加值产品的特殊要求。广泛应用于锂电池电极、陶瓷集成电容器膜以及图像处理基材表面处理。例如应用于染料热转移打印的RGB的卷状色带，就是三种颜色以一定间距竖向并行排列的，而燃料电池的隔膜以及薄膜电池的电极，则呈间歇型排列，以适应工业化组装的要求。美国EDI公司开发的条缝模头涂布系统，可以在支持体两面分别涂以阳极和阴极涂料，然后进行浮动干燥。本人未实践操作过，希望未来有机会实践。6、 多层坡流涂布：（锂电好像没有应用）20世纪50年代伊斯曼柯达公司申请专利，应用于多层彩色感光材料生产；一次多层涂布的层数可多至10层，涂布总厚度从几微米至几十微米，而其中最薄的干厚度可以薄至1微米左右。7、 旋转涂布：借助高速旋转所产生的离心力，将加注于支持体表面的液料进行铺展，形成所需厚度的涂层。貌似很多研究生实验室用？、涂布工艺参数通用参数头尾消薄影响参数（视浆料、极片尺寸而定）涂布速比涂布速度留白速比背辊打开距离/弹开速度背辊闭合速度消薄距离&加速度涂辊/背辊（基材）背辊（基材）速度背辊弹开时涂辊/基材背辊闭合实现浆料转移加速度越大，变速时间越短1.0〜1.25〜8m/min小于1.0约1000卩m7~15m/min6〜10m/min以上这些参数，咋说呢，我个人建议新设备初期就将其规范化，结合你们自家浆料、工艺要求，而不要等到出了异常才来摸索其参数对极片消薄等等的影响规律，更不要说是在不知道为什么用的这些参数下固执地维持“稳定”，工艺人员也应该有意识去掌握它们，为什么？——因为你是现场工艺，你不做就没人做了。而且要知道，这家的参数到了另家，即便是相同的设备，恐怕也是不行的。事实上，受过头尾消薄失效之苦的厂家不在少数，在此也顺带提下，做产品设计的研发部同仁们，在容量、电芯安全设计方面最好和现场工艺沟通沟通，避免工艺条件所限造成重大损失；还有就是配方设计，不合理的配方真的能把现场工艺坑死。三、涂布干燥方式

3、热冈干燥对3、热冈干燥对■微液干燥的特点穿遠力强：谨常⑷5兆赫和2450兆赫两种频率的电磴波，对吸水性介质的穿透深度在几厘米到几十厘米；红外线一般小于1D亳米，熱分布的均一性也差；热凤竜无穿透力。庄里及外；微液能深人被干燥材料进行干燥“曲于熱:凤是由外向内，通过热传导进打干燥，易产生"夹生”、"龟裂口现象。微液于燥平会，立生这些-具肓选择的吸收性：被干燥材料宵水分越夢：则吸收嫩液能也旌梦。干燥完应的材料，水分失去「吸收作用即自动停止。这种现象叫做"湿度之均化“.因此，微波干燥平像热凤干燥那样等宣地冲击被于燥材料,容扇发生过二或欠干现象。红外干燥的特点①熱效率高；红外线具崔非常高的热能密度「能使涂层内水分快谨蒸发,涂料在很短的时间內就能达到固牝点，从而有效防止胶帖剂的迁移与②内外同时干燥：有利于厚涂层二燥，减少鱼裂。Paa-3*3锂电涂布多以热风冲击进行干燥，因此水系浆料常容易出现一些涂布弊病，如开裂。结合实践来说，一般选择6段烘箱，建议购买各段都可进行风机变频控制的涂布机，最好不要用老款的七星涂布机那种，仅前2段可变频。五控制，机2熄动井启动108S35hz3099度MB#i结合实践来说，一般选择6段烘箱，建议购买各段都可进行风机变频控制的涂布机，最好不要用老款的七星涂布机那种，仅前2段可变频。五控制，机2熄动井启动108S35hz3099度MB#i、3、ffS®啤」Q5|g；事嗨启动冏制：1112、 颊釣风机~3、 BMW'―岬》1[40]1Z40胆MI401F5!Ml|40l处40hz關影》岡卫35収加般潑髓；曲而窿83S滋詞r^5i庫87£=-==■201WT? 凤机/加热各段风频可变的条件下，便可以根据不同走速设定多种温升曲线来实现干燥，而非单一。关于七星涂布机补充一点，早先以为这种“从料槽底板上料&出口有盖板”这种方式可以保证左中右面密度的一致，事实并非如此，还须改进，锂电企业最好摒弃涂布机厂商配置的搅料装置，那对面密度没好处；“不要轻信设备厂商”这句话虽然老掉牙，不过基本上是事实，论合作，电池厂和设备厂的合作是次于和原材料厂商的合作的。说起来也可笑，这个产业的核心是电池，但是过的最惨的也是电池企业。唉，突然不知道下面该说什么了。。。。。。四、常见异常1、 背辊磨损：基本上每个企业都有同样的问题，不同宽幅的箔材对背辊的磨损，大家都见过，咋说呢，总是有人能够用上一两年才须换的。建议不要手工打磨，真的不要，背辊的平整远比你想象的重要！2、背辊形变：左右辊径等都不一样了，这种辊就该丢掉了；建议正负极区分开来，设备保养时也应避免包胶背辊上沾有机溶剂、会吸胀。极片左右间隙、涂长不一致基本上是这个问题造成的。还有，左右背辊间隙应该基本一致，当然，左右有时候磨损程度不同，一般差值在30um内吧，这个差值过大是会导致左右消薄效果不同的。3、 逗号辊角度：涂辊上浆料出现条纹，这个实践遇到过，论坛也有人遇到过，不过有的情况也是浆料问题造成的。4、 鼓边：过去经历的是浆料原因造成，事实上和挡料板泡棉也有关系，应该是最边缘浆料挤出过多造成；还有种解释就是干燥过程边缘表面张力牵引浆料造成。类似的有辊压起鼓，以正极为主，固定切边位置的情况下，轧辊很快就被磨损，当压更宽幅极片时，那条线就会鼓起来，制片时候出现波浪边，包括分切的时候很难调平切整齐。建议设计的时候统一涂宽、或者取消切边避免同一位置磨损，压实密度大的极片，一两周就能把辊磨坏掉（辊上有清晰线条）。5、 关于消薄：这点以稳定的浆料为前提、再固化设备参数，诸多参数相配合，在更换背辊后是必须要重新确认的；当然，如果是通过逗号辊刮薄头尾来消薄，相对好调些。—\oI!J打□左捌務敷位间隙168um胶翔a隙位退开蹬离— 1卫個刀:□右侧粽敷位间隙183umI第2暂涂敷感应距离窗泗mm刀□左侧削薄位间隊门质:;；6Dum刀辐左侧泌量基推値00uni71□右侧削薄儘间障60um刀規右侧测釐基推値2-60urn胶龜左侧加压量10BM\刀屜削薄时下隆逋度89Z'胶辐右側加压童150um-刀龜削薄后上升逹慶80I6、 关于干燥：NMP溶剂浆料基本上就是拼死加温度、风速都可以完全干燥，不像水系浆料容易出现局部干裂/局部潮湿，在此提醒，抽进的新风越干燥那么干燥效率也越高，水系负极边缘容易开裂和风量不均匀也有关联。此前有经历过新厂房排风排在室内（湿度达55%），8m/min走速温度基本115都难干，排风管布好后直降10度完全干燥。实际上干燥对于极片对于电池后续加工性能是有直接影响的，因为干燥条件直接改变极片活性物质空隙状态，空隙影响极片压实、再影响电解液浸润、再是预化成、循环等；还有干燥温度梯度影响浆料表面张力梯度、浆料的流平。应该有人研究过这些，本人没啥研究，只是模糊的猜测。在此也顺带呼吁有些厂，把正极的排风改善改善,刺鼻的NMP气味啊〜要知道NMP是有毒的，说它低毒，是因为常温挥发量很少，并不是无毒。员工注意自我保护，戴个3M吸附有机气口罩。我某个同事说婚检发现精子数量太少〜汗，他本身体质不好也是事实，所以看各人选择吧。7、 断带什么的那就是张力设置、机械运行方面了，我接触的少；涂布方面基本规律都是，好的浆料涂布就没啥大问题，当然这个好是因人而异的，很多涂布的难题最终往往分析出来都是浆料控制的问题；很多时候有些朋友喜欢抱怨涂布机差，涂布控制不好，有时候也不要盲目下结论。以上，基本都是我个人经历过的，希望对于此前工作单位的朋友们有所帮助，还有些异常判断暂时想不起来了，有些可能是偶尔出现一次再没发生的，个人还是觉得浆料的控制对于涂布质量的影响更大。我个人信奉一句话——“经历即成长”，也很认同一句话，就像那书名《公司是最好的