鋰離子電池電芯由陽極、陰極、電解液、隔膜和其他部件組成。

鋰離子電池的工作原理可以簡單描述為：鋰離子在陽極和陰極之間移動(dòng)，從而在充電和放電過程中攜帶并儲(chǔ)存電子。

電池電芯制造關(guān)鍵步驟包括：

?混合： 在此加工步驟中，將粉末形式的陽極和陰極固體活性成分分別混合在液體載體中，產(chǎn)生均勻的混合物，也稱為陰極和陽極漿料。

?涂層： 在混合過程中制成的電極漿料需要涂覆在金屬箔基底上，形成一層薄而均勻的涂層。涂層不均勻會(huì)導(dǎo)致涂層上出現(xiàn)高點(diǎn)，使電子流密度不均勻，從而縮短電池壽命和儲(chǔ)能容量。涂覆工藝包括將電極漿液泵送到槽式涂布機(jī)上，在移動(dòng)的基底上形成薄層。

涂層必須通過蒸發(fā)載體或溶劑固化，形成固體層。電極之間夾有隔膜，根據(jù)電池的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，將其卷成大卷或疊成片。在烘箱中對(duì)組件進(jìn)行固化，確保去除電池組件中的所有溶劑。

在整個(gè)制造過程中，涂覆步驟中的電極漿料過濾非常關(guān)鍵。

經(jīng)過過濾處理后，需要將陰極/陽極電極漿料涂覆在金屬電極(集流體)上。

圖1、涂覆工藝

陰極漿料涂覆在鋁箔上，而陽極漿料涂覆在銅箔上。金屬極片上的涂層平滑，否則將造成電池的電氣短路，影響電池的功率性能。電極上的涂層缺陷會(huì)降低電池產(chǎn)量，并提高電池的缺陷率。

為保證涂層上的大顆粒不會(huì)造成短路或降低電池壽命，必須使用篩網(wǎng)過濾器，只允許小于規(guī)定粒徑的活性物質(zhì)通過，而大顆粒則無法通過篩網(wǎng)過濾器。未過濾或過濾不充分會(huì)導(dǎo)致電極表面缺陷。

通常情況下，在涂覆頭之后安裝電荷耦合裝置(CCD)來檢測電極的質(zhì)量。過濾和涂覆不充分帶來的缺陷包括：漏箔、凝膠團(tuán)聚、亮劃線、起泡、涂布凹坑等。

制作漿料過程耗時(shí)，通過投入較長時(shí)間和較大能耗，可實(shí)現(xiàn)良好的混合。然而，最后0.1%的顆?？赡苄枰獢?shù)小時(shí)的混合才能達(dá)到100%均勻的漿料。為減少混合循環(huán)時(shí)間，更經(jīng)濟(jì)有效的手段是過濾掉0.1%的未混勻顆粒。

可采用單一微米精度過濾器、梯度孔徑結(jié)構(gòu)過濾器或多個(gè)孔徑從上游到下游遞減的過濾器來優(yōu)化過濾。過濾系統(tǒng)的優(yōu)化取決于活性電池顆粒的粒度和分布。向涂布噴頭提供高質(zhì)量漿料需要監(jiān)測系統(tǒng)及每個(gè)過濾器的壓降，這確保了向模頭提供足夠的漿料;及時(shí)更換過濾器，以防止由于過濾器上的高壓降而導(dǎo)致流量衰減。

漿料涂覆工藝的設(shè)計(jì)各不相同，大多數(shù)系統(tǒng)使用兩級(jí)或三級(jí)過濾。大多數(shù)客戶設(shè)計(jì)使用金屬網(wǎng)作為第一級(jí)過濾。金屬網(wǎng)過濾器可以清洗和重復(fù)使用，以降低運(yùn)行成本。第二和第三級(jí)過濾采用無紡布深層過濾器。囊式過濾器是第二和第三階段操作的不錯(cuò)選擇，可縮短清潔時(shí)間并快速更換，從而降低了連續(xù)涂覆過程中中斷的次數(shù)。

圖2、典型陰/陽極漿料過濾工藝

電極漿料成本較高，尤其是由于活性原料的高成本而導(dǎo)致的陰極漿液。因此，應(yīng)盡可能避免漿料浪費(fèi)。

囊式過濾器設(shè)計(jì)應(yīng)具備低溢出，甚至無溢出、漿料材料易回收、減少清潔和使用溶劑以及減少固廢等優(yōu)點(diǎn)。相比之下，如果在涂覆過程中使用芯式過濾器，則需使用溶劑或去離子水清洗使用過的過濾器濾筒，這將導(dǎo)致鋰離子電池制造過程中的額外運(yùn)營成本。

通過對(duì)漿料進(jìn)行適當(dāng)?shù)倪^濾，將大顆粒和易變形的污染物去除，可大大減少電池缺陷。因此，能夠生產(chǎn)出一致的高質(zhì)量漿料，實(shí)現(xiàn)陰/陽極電池和涂覆工藝的穩(wěn)定性。

恒歌不銹鋼粉末燒結(jié)系列過濾器的剛性結(jié)構(gòu)不易變形，能夠抵御顆粒卸載或過濾器旁通，同時(shí)提供高效的顆粒去除能力。相較于表面過濾器，在相同的壓降下，恒歌科技濾材可以濾去更多可變形的凝膠狀污染物。此外，恒歌濾芯孔隙均勻，可攔截超大顆粒，允許小粒徑有效成分通過，具有良好的分級(jí)性能。

恒歌這些設(shè)計(jì)優(yōu)勢有助于降低客戶的過濾總成本，這些過濾器各自具有獨(dú)特的特點(diǎn)和優(yōu)勢，可用于優(yōu)化陰極或陽極過濾系統(tǒng)。

在大多數(shù)情況下，兩級(jí)或三級(jí)過濾器組合可以提供優(yōu)化的過濾流程，從而延長過濾器壽命、減少過濾器更換并降低總運(yùn)行成本。

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