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在新能源高端制造领域,动力电池正经历从“量变”到“质变”的关键跃迁期。在这场动力电池能量密度突破400Wh/kg的行业攻坚战中,受涂布环节“高固含”“节能降耗”“工艺连续性”等要求影响,传统常温极片涂布工艺及设备,成为制约电池性能和制造的“短板”。
一方面,高固含浆料因黏度大、流动性差,导致管道压力激增,其流动性与覆盖均匀性难以平衡。
另一方面,高固含浆料热稳定性与工艺精度难以把控,涂布时温度控制精度不足易引发横向与纵向波动,从而导致均一性差、面密度高偏差等问题,同时热敏感材料易因温度失控发生分解或变性,将直接影响成品良率。
因此,行业目前亟需一套既能提升浆料流动性、又能实现精准控温的革新解决方案。
针对以上提到的行业痛点,曼恩斯特高温涂布系统以恒温工艺为核心,通过精准控温,为浆料提供热稳定环境,提高高固含浆料流动性的同时,确保涂布过程中浆料的流动性保持一致,以科学控温赋能浆料稳定性。
该系统的创新价值则在于构建了高固含浆料特性验证、工艺参数优化、设备温控节能的协同闭环。通过高温工艺优化电池制造,加速粘结剂的溶解,可以提升浆料流动性及涂层均匀性;加快溶剂的挥发,可以缩短干燥时间,并降低能耗;同时,强化活性物质与粘结剂的结合,从而实现高效、节能、稳定的动力电池生产。
其技术目标明确:在加热至40℃-65℃温区,涂布温度精度控制在±1℃以内,制程能力指数CPK≥1.67,更适配动力电池等高要求场景。
曼恩斯特高温涂布系统由三大核心模块构成:150L双层缓存罐供料系统、浆料温度控制系统、高温涂布模头。
150L双层缓存罐供料系统
150L双层缓存罐供料系统集成高效除铁、动态过滤功能及流量计,确保浆料输出的品质。
涂布缓存罐浆料由高精度螺杆泵输送至动态过滤器经穿透式金属网过滤器、囊式过滤器滤出浆料最后经流量计流入模头进料口。双层缓存罐夹套设有环状隔断,使得循环水逐层上升,避免了流量短路、水温不均匀等情况,同时罐体及管道的双层设计,将有效降低热损失。
浆料温度控制系统
浆料温度控制系统进行数据接收与分析,确保浆料输出的温度稳定。该系统同时搭载6根加热管协同工作,热效率达95%以上,可根据涂布流量选择不同安装形式,最高支持7.2L/min的高流量工况。
高温涂布模头
高温涂布模头通过自动调节与水浴保温来保障浆料的均一性,其内部集成全自动调节机构与点胶开关阀,实现精准流量控制;循环热水流道则能确保浆料在一定温度范围内进行均匀涂布,上模内置4个压力传感器与5个温度传感器,以实时监测模头内部浆料状态,动态反馈浆料变化。模头还支持单进料口或多进料口灵活切换,适配不同涂布宽度需求。
实现工艺链温度协同
通过取消匀浆-涂布环节的强制降温,经高温涂布系统涂布后,直接匹配后续高温烘烤环节,在节能降耗,减少浆料因温度骤变而导致二次波动等方面实现升级。这解决了匀浆-涂布-烘烤工序间的温度断层问题,显著减少了能量浪费和效率损失。
提高设备对高固含浆料适应性
高温环境可以降低高固含浆料粘度,显著提升其流动性。同时,曼恩斯特的“精准控温技术”与高温涂布系统相得益彰,内置多温控传感器及均匀控温背辊(如碳化硅背辊以油导热),确保浆料纵向、横向温度稳定性和均一性,从而解决传统涂布因管道压力激增而导致的高固含浆料覆盖不均的问题,显著提升涂布质量。
材料界面优化
高温可以加速粘结剂溶解和溶剂挥发,强化活性物质与粘结剂结合力,从而使极片孔隙率更合理,提升电池能量密度和倍率性能。
这不仅有助于液态锂电池提高能量密度,而且,在固态电池快速发展的趋势下,这类设备系统也可以改善固态电池的界面问题。
此外,曼恩斯特高温涂布系统还在重塑电池产业生态:高比能电池正加速向高镍等高性能材料体系迁移,高温工艺设备有助于突破当前浆料固含量“临界点”,为电池提高能量密度提供关键工艺支撑。这一核心突破将为行业提供破局高比能电池制造瓶颈的设备及技术范式。
未来,曼恩斯特将持续提升产品效能,赋能高固含、热敏感材料的涂布需求,推动产业向更高效、智能的方向稳步迈进。