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在锂电池挤压涂布工艺中,龟裂缺陷中的边缘效应是常见问题,武汉格瑞斯新能源有限公司在长期实践中积累了丰富经验,下面针对相关问题进行专业剖析。
厚边指涂幅两侧边缘涂布厚度高于平均厚度,涂布时常呈现中间薄、边缘厚的现象。这是由于表面张力驱动下的物质迁移所致。涂布初始,湿膜边缘较薄,溶剂挥发速度比中间快,使边缘固含量迅速升高,表面张力远大于中间湿膜。较大的边缘表面张力及较快的溶剂挥发,驱动内侧液体向边缘移动,烘干后便形成厚边。
为阻止和缓解厚边现象,可采取以下措施:其一,在浆料流量一定时,减小狭缝尺寸,能增加浆料在模头的出口速度,降低浆料拖曳力比值,从而减小厚边涂层厚度。但狭缝尺寸变小会使模头内部压力增大,易造成模头出口形状膨胀,导致涂层横向厚度不均匀,需更高精度涂布设备配合。其二,减小涂布间隙,可有效减小厚边涂层的厚度和宽度。其三,降低浆料表面张力,如添加界面活性剂,抑制干燥过程中浆料向边缘的流延。其四,优化狭缝垫片出口形状,改变浆料流动速度方向和大小,降低边缘浆料应力状态,减弱边缘膨胀效应。
边缘凹陷与边缘凸起型线不良类似,其关键成因在于涂布压力。当模腔体内的涂布压力较小时,电极涂布边缘位置会出现边缘凹陷情况。改善措施主要有:一是在模腔体两侧增加特氟龙,增加边缘涂布压力,提高边缘涂敷量;二是减小垫片厚度,同样可增加腔体涂布压力,避免边缘凹陷。
褶皱是涂层在干燥过程中出现的皱纹状缺陷。其主要影响因素包括收放卷张力、辊比率、铜箔规格(多存在于宽薄型号)、收卷轴直径、PET膜缠绕密度等。针对褶皱缺陷,可通过优化张力曲线、更改辊比率、调整调节辊以及增加过辊上PET膜的缠绕密度等方式进行改善。
虚边表现为涂覆材料与虚边材料颜色差异小,无明显界限,且虚边抓边不准确会导致测距不准,影响后续纠偏联动。其成因有材料左右偏摆、材料浆料不同导致灰度不同、涂覆边缘存在外观缺陷干扰等。改善措施为优化成像系统及抓边算法。
此外,锂电池挤压涂布还存在空气渗入、横向波、垂流、Rivulet、扩张、水漥等其他常见缺陷,需在生产过程中持续关注并加以解决。武汉格瑞斯新能源有限公司始终致力于攻克这些技术难题,不断提升锂电池涂布质量。