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鋰離子電池漿料涂布過程中表面張力問題造成的缺陷

嘉峪檢測網        2022-06-28 20:57

鋰離子電池漿料涂布過程是非牛頓流體與固態基材接觸、流動、固化的過程。與固態之間的接觸不同,鋰電池漿料由涂布頭噴出瞬間,涂覆在銅箔、鋁箔之上,會有出現液態的動態變化,包括附著、潤濕、流平、回彈等微觀變化,動態變化往往在短時間內完成,然后經過涂布烘箱,經過一定溫度和時間的烘烤,逐漸固化下來,形成鋰電池的電極極板。

 

在這些短時間動態的變化過程中,表面張力對極片的最終形態有著較大的影響。表面張力引起的缺陷主要有:厚邊、橘皮、針孔、凹坑等

 

(1)厚邊

 

涂布厚邊是指在涂布的起始處、結束處或者兩側會邊緣處,出現厚度比中間位置厚度要厚的現象,這種異常現象主要是由于表面張力引起的。

 

鋰離子電池漿料涂布過程中表面張力問題造成的缺陷

 

涂布的厚邊異常,造成的主要影響是極片收卷時外觀異常,輥壓時由于邊緣較厚,在相同的輥壓軋制下,鋁箔會產生明顯的延展,造成輥壓極耳處褶皺不合格,若厚邊嚴重,會出現輥壓斷帶頻繁,極大的影響了合格率和生產效率。

 

(2)橘皮

 

橘皮也是涂布過程中出現的一種典型缺陷,此種缺陷主要體現為電極極片表面不平整,像橘子皮一樣坑坑洼洼,用肉眼可以觀察到,外觀不良。在電池性能的理解上就是基材表面附著的正負極材料,各處不均厚,體現在負極若出現凹坑則容易析鋰。

 

橘皮缺陷的產生機理是,在鋰電池漿料涂覆在基材上后,由于極片表面張力不同,導致液體在張力的驅使下出現內部的流動,隨著極片經過烘箱,逐步干燥,由于液態在流動中干燥、固化,就會出現了凹凸不平的現象。

 

為防止橘皮缺陷的出現,需要注意烘烤速率,減少極片在濕膜狀態下的快速干燥,因為此時的漿料還處于流動調整過程,降低烘烤速率、或者添加表面活性劑可以有效降低橘皮缺陷的發生。

 

(3)針孔、凹坑

 

由表面張力引起的針孔、凹坑缺陷,形成機理是在基材或漿料中有灰塵、雜質等。若灰塵、雜質存在于漿料中,其周圍的液體在表面張力的作用下,會向外邊遷移,形成縮孔點狀缺陷。

 

鋰離子電池漿料涂布過程中表面張力問題造成的缺陷

 

要想避免此類缺陷的出現,關鍵是要做好生產車間的5S工作及漿料轉運過程中的防異物工作。

 

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來源:Internet

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