锂电池安全可靠地保持了现代生活的必需品和舒适性。它们具有大量的实际应用-消费电子电源，电动汽车（EV）电源，太阳能存储，UPS，偏远地区的警报系统，移动设备和便携式电源。当前，这种电池技术正处于进行公路运输和可再生能源储能革命的边缘。电池的性能和使用寿命构成了电动汽车以及固定式电能存储系统进入市场的瓶颈。一件事已经很清楚了：整个电池制造过程中的过程都需要进行优化，以实现目标特性并保持质量

电池生产商的目标

可持续性——减少能源和原材料的消耗

电池制造商的目标是尽可能减少对环境的影响。需要采用循环制造方法，使用清洁能源为电池制造提供动力，以及认真采购原材料。

一些人正在寻找方法来回收报废电池并将材料回收回制造以“闭环”。

稳定、有竞争力的生产工艺

所有电池解决方案都将电池作为“最小公分母”。为了获得更高的容量，电池由许多串联和并联连接的小电池组成。在电池制造领域，尤其如此——没有电池组比其最弱的电池更强大。

最佳和最差电池的循环寿命和质量可能存在显着差异。通过重复和稳定制造过程，高要求应用中的电池解决方案将具有更高的质量。

提高生产能力

包括宁德时代、松下、LG化学、三星SDI和SK Innovation在内的领先电池制造商正在努力赢得全球汽车OEM的订单。在这样做的过程中，它们也相互提供了极好的刺激。自从电动汽车在全球汽车销量中的占比开始显着上升以来，产能扩张急剧加速。129年底累计产能达到2018GWh。根据Counterpoint Research的数据，预计到800年，电动汽车的累计电池产能将增加到近2025GWh，主要是由顶级厂商的扩张带动。

电池生产

电池组装的第一步是将含有活性材料，导电材料和聚合物粘合剂的悬浮液在溶剂中沉积到铜膜或铝膜上（浆料制备和涂覆）。然后进行电极的干燥，压延和定径。为了提供理想的电化学性能，需要严密控制电池电极的多步制造过程。浆料是非常复杂的悬浮系统，在高粘度介质中包含很大百分比的不同化学物质，尺寸和形状的固体颗粒。浆料的彻底混合对于均匀性至关重要。浆料的流变性质影响重要的属性：浆料稳定性，易于混合和涂层性能，这会影响成品电极。组成和施加的加工条件可能会对所得悬浮液的流变性产生影响。密度和粘度量化了流动特性，并表征了样品内部结构的程度以及固体或液体状行为占主导地位的程度。在电极制造过程中，过程中成分的粘度特别重要，并且在电池制造过程（例如涂层）中起着至关重要的作用。聚合物粘合剂溶液的粘度影响涂层性能。它影响粉末在其中分散的难易程度，混合所需的功率以及均匀涂层的施加速度。多孔电极理论（PET）表明，正极密度与锂离子电池单元整体性能的相关性已通过实验验证。具有高正极密度的电池在低电流速率下显示出稍高的放电容量，但是在高电流速率下，具有低正极密度的电池显示出更好的性能。

电池制造过程中的步骤

问题陈述

决定浆料物理性质的浆料成分及其状态的分散性，在设计和开发用于生产锂离子电池的混合和涂覆工艺中至关重要。

锂离子电池（LIB）电极浆料的常规生产方法基于分批或准连续过程。

连续混合过程包括所有液体和固体组分的定量加料以及液相中固体颗粒的微观分布。

电池的敏感化学特性意味着时间和成本的节省不能以牺牲质量为代价，而质量需要保持非常高的水平。控制密度和粘度以优化批量过程可确保一致性、质量并显着节省材料成本。通过在线监控可以改善连续混合过程的过程控制和可追溯性oring 以及密度和粘度的控制。在线集成支持的自动化可以优化整个生产线的所有流程，从而加快电池制造速度，以满足不断增长的需求。

过程挑战

monit的oring 以及控制重要的电极浆料参数——密度和粘度与高性能电极的开发和制造及其制造极为相关。关键原因：

在浆料的混合过程中，不必要的搅拌会随着时间的推移而恶化和降解内部结构。目标是实现成分的彻底混合，具有最大的均匀性并且不会破碎颗粒。密度控制确保正确的材料组成和成分分数，粘度控制确保浆料制备过程的一致性。

高粘度浆料会导致涂布过程出现问题，而分散性差会导致膜均匀性低。涂层厚度和层密度的均匀性对于保证控制电池的寿命（再充电循环时间）和离子转移率至关重要，同时调节层厚度可以制造更小的电池。粘度控制对于实现均匀的涂层厚度和最小的涂层厚度偏差至关重要。

较高的电池浆料粘度可增加站立时的抗沉淀能力，并在涂层上提供较厚的电极膜。较高的粘度还可能使涂覆过程难以控制，可能导致涂覆不规则和层密度可变，从而导致离子传输速率变化，从而导致电池寿命无法预测（充电周期不可预测）。

电极密度对锂离子电池的循环性能和不可逆容量损失有影响。需要根据压延过程的要求，在适当的范围内对其进行监控和控制。

资料来源：

https://zh-cn.rheonics.com/solutions-item/battery-production-slurry-mixing-and-coating/