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動的基材上。整個系統(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濕唇口，前者潤濕唇口，后者沒有。鋰離子動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濕唇口，前者潤濕唇口，后者沒有。鋰離子動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工程力學教學基地查找流體力學教學資源進行深入了解)與Prof.Marcio的潤滑近似模型。

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械配合、流體粘度跟來料漿料有關(guān)、基材速度為電機控制、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)其實比較簡單，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)，上模相對比較簡單，墊片位于上下模之間可根據(jù)不同的涂布形式進行選擇(例如斑馬線、全涂等)。

漿料特性篇

一、漿料構(gòu)成

鋰離子動力電池漿料基本上由活性物質(zhì)、導電劑、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)上對漿料質(zhì)量控制點主要有粘度、固含量、密度、細度和PH值。漿料的均勻一致性對于涂布工藝環(huán)節(jié)至關(guān)重要，檢驗漿料均勻一致性可通過檢測不同區(qū)域漿料的質(zhì)量控制點獲取。

由于漿料粘度受溫度、攪拌速度、沉降時間等有關(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。漿料在攪拌相對均勻后，隨著攪拌時間的增加，漿料粘度逐漸降低，最后趨于一個穩(wěn)定值。根據(jù)相關(guān)文獻，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，本文只針對普遍和相對均一條件下的漿料流體特性進行介紹。

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)流場狀態(tài)，本文只建立流道液體模型。