據(jù)外網(wǎng)消息，由保時(shí)捷和Customcells合資創(chuàng)建的企業(yè)Cellforce已向機(jī)械設(shè)備制造商Dürr訂購了一套高性能電池電極涂布系統(tǒng)，并將用于Cellforce計(jì)劃中的電池工廠。

　　根據(jù)供貨方的說法，這套系統(tǒng)將采用一種特殊工藝，使電極兩側(cè)同時(shí)涂布，大大提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。在涂布領(lǐng)域，Dürr是這項(xiàng)技術(shù)為數(shù)不多的供應(yīng)商之一。

　　雖然電池工廠的最終選址尚未做出決定——但它將在巴登-沃爾滕堡建成——但時(shí)間表已經(jīng)明確：根據(jù)Dürr的說法，該工藝將從2022年開始用于高性能電池的原型開發(fā)，并從2024年開始用于批量生產(chǎn)。

　　Dürr AG副首席執(zhí)行官兼集團(tuán)汽車和涂布業(yè)務(wù)負(fù)責(zé)人Jochen Weyrauch表示：“與Cellforce的合作突出了我們產(chǎn)品系列的吸引力。我們擁有高效的技術(shù)，作為系統(tǒng)供應(yīng)商，我們可以實(shí)施完整的涂布生產(chǎn)線。”。“我們將盡一切努力為Cellforce提供最佳支持，以開發(fā)和生產(chǎn)高能量密度的高性能電池。”

　　雙面電極涂層技術(shù)最初由美國Megtec公司開發(fā)，Dürr于2018年收購并注冊(cè)成立。據(jù)該公司稱，“幾家知名電池和汽車制造商”已經(jīng)在使用該工藝。

　　據(jù)制造商稱，雙面涂層旨在加快生產(chǎn)過程，提高精度和質(zhì)量，從而更好地使用材料。Dürr還提供排氣凈化和回收99%以上所用溶劑的設(shè)備。

　　鑒于汽車制造商宣布的電池項(xiàng)目，Dürr希望獲得更多訂單。Weyrauch說：“為了加速向可持續(xù)電動(dòng)汽車的轉(zhuǎn)變，必須擴(kuò)大電池的生產(chǎn)能力。這就是為什么將對(duì)新工廠進(jìn)行進(jìn)一步的大規(guī)模投資。”。“憑借我們完整的涂布工藝系列，我們?cè)谶@方面處于有利地位。”

　　電池涂布技術(shù)

　　電池按照生產(chǎn)制造流程可以劃分為前中后三段，前段工序中尤以涂布設(shè)備的成本最高。涂布是將制成的漿料均勻涂覆在金屬箔的表面，烘干，分別制成正、負(fù)極極片。鋰離子電池主要由正極材料、負(fù)極材料、電解質(zhì)和隔膜構(gòu)成，電池正極通常是涂覆了正極活性物質(zhì)(如三元材料、磷酸鐵鋰)的鋁箔，電池負(fù)極是涂覆了石墨材料的銅箔。由于鋰離子電池的要求較高，對(duì)金屬箔片、活性物質(zhì)和涂覆環(huán)境有特殊的要求。
 

　　涂布的主要目的是將穩(wěn)定性好、粘度好、流動(dòng)性好的漿料，均勻地涂覆在正負(fù)極表面上。其對(duì)鋰電池的重要意義主要體現(xiàn)在一致性、循環(huán)壽命、安全性三方面。在涂布過程中，若極片前、中、后三段位置正負(fù)極漿料涂層厚度不一致，或者極片前后參數(shù)不一致，則容易引起電池容量過低或過高，且可能在電池循環(huán)過程中形成析鋰，影響電池壽命。涂布過程要嚴(yán)格確保沒有顆粒、雜物、粉塵等混入極片中，如果混入雜物會(huì)引起電池內(nèi)部微短路，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致電池起火爆炸。因此為使中段的卷繞工藝能盡可能粗細(xì)均勻、緊密，要求正負(fù)極的涂布誤差盡可能小，涂布機(jī)的先進(jìn)程度會(huì)直接影響電池化學(xué)性能的優(yōu)劣，以及最終產(chǎn)品的良品率(電池廠家通常要求在99%以上)。
 

　　涂布機(jī)是前段工序的核心設(shè)備。涂布機(jī)經(jīng)歷了三種結(jié)構(gòu)類型的演化，依次是刮刀式、轉(zhuǎn)移式、狹縫擠壓式涂布。刮刀式主要應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室條件下;轉(zhuǎn)移式涂布主要應(yīng)用于3C電池的生產(chǎn);狹縫式擠壓涂布主要應(yīng)用于動(dòng)力電池，近幾年該類型由于動(dòng)力電池生產(chǎn)需求的爆發(fā)而快速增加。擠壓涂布技術(shù)作為這三種中最先進(jìn)的技術(shù)，可以用于較高粘度流體涂布，獲得較高精度的涂層。
 

　　將涂布機(jī)的結(jié)構(gòu)分拆來看，涂布頭的設(shè)計(jì)對(duì)涂布精度有極為重要的影響，這類高精度控制的核心零部件尚需要進(jìn)口。涂布機(jī)當(dāng)前的國產(chǎn)化率較高，達(dá)到70%-80%以上，但高端產(chǎn)品的涂布頭仍主要有國外提供，如龍頭新嘉拓的涂布頭曾主要由松下提供。
 

　　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)備長度多在數(shù)十米，片路運(yùn)行過程中會(huì)出現(xiàn)位置偏差，為了保證無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風(fēng)箱，但會(huì)帶來成本和占地增加，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)箱長度。

　　涂布效率是領(lǐng)先企業(yè)進(jìn)一步比拼技術(shù)實(shí)力的重要標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)前領(lǐng)先的涂布機(jī)設(shè)備在保證上述技術(shù)的前提下，主攻提升涂布效率，主要的手段包括提升涂布機(jī)運(yùn)行速度和涂布寬度，領(lǐng)先企業(yè)的涂布速度能達(dá)到120m/min，涂布寬幅達(dá)1400mm。