一、擠壓式涂布類型

關(guān)于擠壓涂布我理解為通過流體通過擠壓經(jīng)過有特殊流道的涂布頭涂覆在運(yùn)動(dòng)的基材上。整個(gè)系統(tǒng)如下圖所示。

根據(jù)涂布頭與基材距離及形成的涂布頭與基材之間的流體形態(tài)分為狹縫式擠壓涂布(SlotCoating)和擠壓式涂布(ExtrusionCoating)，如下圖所示。兩者的區(qū)別主要在于流體有無潤(rùn)濕唇口，前者潤(rùn)濕唇口，后者沒有。鋰離子動(dòng)力電池的涂布工藝采用的是狹縫式擠壓涂布(SoltCoating)。

兩者的區(qū)別主要在于流體有無潤(rùn)濕唇口，前者潤(rùn)濕唇口，后者沒有。鋰離子動(dòng)力電池的涂布工藝采用的是狹縫式擠壓涂布(SoltCoating)，涂布系統(tǒng)。

二、狹縫式擠壓涂布原理介紹

狹縫式擠壓涂布的流動(dòng)分布二維示意圖如下：圖片來自于Prof.Marcio的一篇文章《FundamentalsofSlotCoatingProcess》

決定涂布質(zhì)量的因素主要包括：涂布頭與基帶的間隙、流量、基材速度、涂布頭結(jié)構(gòu)、流體特性等。

根據(jù)平行板間艾庫特流(可參閱上海交通大學(xué)工程力學(xué)教學(xué)基地查找流體力學(xué)教學(xué)資源進(jìn)行深入了解)與Prof.Marcio的潤(rùn)滑近似模型。

可知涂布厚度與涂布頭與基帶的間隙、流體粘度、基材速度、涂布頭唇口尺寸、流體及外部壓力有關(guān)。由公式可知，涂布頭與基帶的間隙為機(jī)械配合、流體粘度跟來料漿料有關(guān)、基材速度為電機(jī)控制、涂布頭唇口尺寸由涂布頭決定，以上因素比較容易保證一致，影響涂布質(zhì)量厚度均勻性就突出表現(xiàn)在流體及外部壓力，外部壓力一般為室內(nèi)常壓，則涂布頭唇口內(nèi)及出口處的壓力均勻性就顯得異常重要。涂布頭唇口內(nèi)及出口壓力分布均勻性與供料系統(tǒng)穩(wěn)定性和涂布頭結(jié)構(gòu)有很大的關(guān)系。

三、擠壓式涂布頭結(jié)構(gòu)介紹

涂布頭結(jié)構(gòu)其實(shí)比較簡(jiǎn)單，主要包括上模、下模、墊片三部分。下膜有特殊的型腔(例如梯度式、衣架式、單腔式和雙腔式等)，上模相對(duì)比較簡(jiǎn)單，墊片位于上下模之間可根據(jù)不同的涂布形式進(jìn)行選擇(例如斑馬線、全涂等)。

漿料特性篇

一、漿料構(gòu)成

鋰離子動(dòng)力電池漿料基本上由活性物質(zhì)、導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑、溶劑構(gòu)成，一般構(gòu)成如下圖所示

二、漿料特性

漿料作為涂布工序的來料，其特性直接影響涂布質(zhì)量。通過漿料構(gòu)成我們可以知道漿料屬于固液兩相流體。生產(chǎn)上對(duì)漿料質(zhì)量控制點(diǎn)主要有粘度、固含量、密度、細(xì)度和PH值。漿料的均勻一致性對(duì)于涂布工藝環(huán)節(jié)至關(guān)重要，檢驗(yàn)漿料均勻一致性可通過檢測(cè)不同區(qū)域漿料的質(zhì)量控制點(diǎn)獲取。

由于漿料粘度受溫度、攪拌速度、沉降時(shí)間等有關(guān)，根據(jù)牛頓流體與非牛頓流體定義，我們把漿料歸為非牛頓流體。漿料在攪拌相對(duì)均勻后，隨著攪拌時(shí)間的增加，漿料粘度逐漸降低，最后趨于一個(gè)穩(wěn)定值。根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)，鋰離子電池漿料在配比、均質(zhì)狀態(tài)下，存在隨著剪切率增加粘度減小的顯現(xiàn)，即剪切稀釋現(xiàn)象。綜上，我們將鋰離子電池漿料歸結(jié)為有剪切稀釋現(xiàn)象的非牛頓流體。由于漿料根據(jù)材料不同、配比不同、勻漿情況不同，在不同條件下，漿料的流體特性存在著變化，本文只針對(duì)普遍和相對(duì)均一條件下的漿料流體特性進(jìn)行介紹。

密度ρ：鋰電池漿料密度一般在1400~2000kg/m3

粘度μ：鋰電池漿料根據(jù)不同工藝條件粘度一般控制在1~10Pa·s

在以上基礎(chǔ)上，我們已經(jīng)知道涂布頭的結(jié)構(gòu)，由于本文主要關(guān)心涂布模頭內(nèi)流場(chǎng)狀態(tài)，本文只建立流道液體模型。