近年來(lái)，隨著新能源產(chǎn)業(yè)的快速崛起及精密電子行業(yè)的持續(xù)發(fā)展，包括鋰離子電池電極、氫燃料電池電極、柔性太陽(yáng)能電池、各種平面顯示器的光學(xué)膜、軟性印刷電路板等，都對(duì)涂布技術(shù)和涂布工藝提出了越來(lái)越高的要求，精密涂布技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。

涂布機(jī)設(shè)備

涂布機(jī)設(shè)備的技術(shù)先進(jìn)程度主要考察四個(gè)方面：涂布技術(shù)，張力技術(shù)，糾偏技術(shù)，干燥技術(shù)。涂布技術(shù)需要滿足不同厚度的生產(chǎn)要求，現(xiàn)在正極鋰電鋁箔厚度已經(jīng)薄至6-8微米，負(fù)極鋰電銅箔厚度已經(jīng)薄至4.5-6微米，隔膜涂布也只有幾個(gè)微米，石墨烯涂布甚至更薄，不同的厚度還需要針對(duì)客戶開(kāi)發(fā)不同的涂布方法，保證對(duì)漿料的涂布厚度精度控制在2微米以下。張力技術(shù)，由于幅材沿著涂布方向運(yùn)動(dòng)不可避免地出現(xiàn)張力不均勻狀態(tài)，導(dǎo)致涂布質(zhì)量缺乏一致性，因此需要確保片路運(yùn)行過(guò)程中各段均有良好的張力控制。糾偏技術(shù)，由于涂布設(shè)備長(zhǎng)度多在數(shù)十米，片路運(yùn)行過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)位置偏差，為了保證無(wú)論是銅膜鋁膜還是很薄的隔膜都能在片路上平穩(wěn)有效地運(yùn)行，并實(shí)現(xiàn)精密涂布，需要選用不同的驅(qū)動(dòng)形式配合響應(yīng)的控制系統(tǒng)來(lái)糾偏。干燥技術(shù)，涂布生產(chǎn)的速度瓶頸在于烘干干燥，最直接的手段是加長(zhǎng)風(fēng)箱，但會(huì)帶來(lái)成本和占地增加，加強(qiáng)之后還需要增強(qiáng)糾偏和張力控制，要想進(jìn)一步改善干燥效率就需要改進(jìn)風(fēng)場(chǎng)的控制，溫度場(chǎng)的控制，布局形式，盡量在保證涂布速度的情況下減小風(fēng)箱長(zhǎng)度。

影響涂布質(zhì)量因素

影響涂布質(zhì)量的因素較多，人、機(jī)、料、法、環(huán)各方面都存在，但基本因素是與涂布過(guò)程直接相關(guān)的幾個(gè)條件：涂布基材、膠黏劑、涂布鋼輥/膠輥和復(fù)合機(jī)等。

1)涂布基材：主要是材質(zhì)、表面特性、厚度及其均勻性等。

2)膠黏劑：主要是其工作粘度、對(duì)基材表面的親和力和附著力等。

3)涂布鋼輥：它既是膠黏劑的直接載體，又是涂布基材和膠輥的支撐基準(zhǔn)，因此它是整個(gè)涂布機(jī)構(gòu)的核心。其形位公差、剛性、動(dòng)靜平衡質(zhì)量、表面質(zhì)量、溫度均勻性和受熱變形狀況等都影響到涂布的均勻性。

4)涂布膠輥：膠輥是指涂布質(zhì)量的一個(gè)重要變量，其材質(zhì)（如膠層壽命）、硬度、形位公差、剛性、動(dòng)靜平衡質(zhì)量、表面質(zhì)量、受熱變形狀況等也都影響到涂布的均勻性。

5)復(fù)合機(jī)：是涂布的基礎(chǔ)平臺(tái)，除了涂布鋼輥和膠輥合壓機(jī)構(gòu)的精度和靈敏度外，還包括設(shè)計(jì)運(yùn)行最高速度、機(jī)器的整體穩(wěn)定性等。

涂布均勻性在橫向和縱向上的影響因素是不同的，因此其控制措施也相應(yīng)地有所不同。而在具體實(shí)施時(shí)，既與機(jī)器的設(shè)計(jì)制造有關(guān)，也與操作和工藝控制有關(guān)。

涂布工藝選擇

①逗號(hào)刮刀涂布工藝：適用于高粘度膠液，較厚的涂層涂布、涂布表面平整,涂布厚度（濕膠）20~450μm，膠液粘度為1000~50000cps。多在保護(hù)膜、功能膠帶、多功能涂布等方面使用。

圖為：逗號(hào)刮刀涂布操作原理

②凹版涂布工藝：凹版涂布，計(jì)量精確、操作簡(jiǎn)單，涂布表面平整，涂布速度快，涂布厚度（濕膠）10~25μm，膠液粘度為10~2000cps。

圖為：逗號(hào)刮刀涂布操作原理

③狹縫涂布工藝：其工作原理為涂布液在一定壓力一定流量下沿著涂布模具的縫隙擠壓噴出而轉(zhuǎn)移到基材上。相比其他涂布方式，具有涂布速度快、精度高、濕厚均勻；涂布系統(tǒng)封閉，在涂布過(guò)程中能防止污染物進(jìn)入，漿料利用率高，能夠保持漿料性質(zhì)穩(wěn)定，可同時(shí)進(jìn)行多層涂布等特點(diǎn)。

④擠壓式涂布工藝：擠壓涂布為流體通過(guò)擠壓經(jīng)過(guò)有特殊流道的涂布頭涂覆在運(yùn)動(dòng)的基材上。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(Slot Coating)和擠壓式涂布(Extrusion Coating)，如下圖所示。

兩者的區(qū)別主要在于流體有無(wú)潤(rùn)濕唇口，前者潤(rùn)濕唇口，后者沒(méi)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(Solt Coating)。

      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：

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。

寶大的涂布試驗(yàn)機(jī)如何？

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試驗(yàn)機(jī)涂布方式分析及選擇