基于相场模型的锂电池电极浆料稳定涂布窗口分析

摘要：

极片涂布是锂离子电池极片制造的关键工艺之一,涂布质量决定了极片结构的均匀度,进而影响电池的性能和寿命.针对电极浆料涂布质量控制问题,选取狭缝涂布模头和集流体组成的局部区域为研究对象,建立了相场-流场耦合的多物理场模型.基于该模型模拟了电极浆料的流动以及电极涂层形成,并根据涂布质量确定了稳定的涂布窗口,通过与实验结果的对比验证了仿真模型的可靠性.以拓宽涂布窗口、实现高速稳定涂布为目标对涂布模头的主要尺寸进行优化.结果表明,浆料流量过大或过小将导致气泡混入或上游溢出,涂布过程无法达到稳定;模头的主要几何尺寸对稳定涂布窗口有一定影响,但仅通过对其简单增减无法将涂布窗口拓宽;对上游模头、下游模头进行非对称式调整,改变上下游流动阻力的相对大小,可以将浆料流量上限提高约40%.通过数值模拟对狭缝涂布过程中的浆料流动进行了分析,为锂电池电极浆料涂布工艺参数的优化提供了参考.

关键词：锂离子电池、制造工艺、电极浆料、狭缝涂布、数值模拟

所属期刊栏目：12

分类号：TQ024.1(一般性问题)

资助基金：国家自然科学基金;中央高校基本科研业务费专项

在线出版日期：2023-08-02（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：2185-2193