2025年塗布機行業技術分析：鋰電池塗布機技術將持續優化

  中國報告大廳網訊，在全球新能源產業迅猛發展的浪潮中，電動車與儲能電池等領域對鋰電池的需求持續攀升。鋰電池作為核心儲能元件，其生產質量至關重要，而塗布機作為鋰電池生產的關鍵工藝設備，直接決定著塗布效果，進而影響鋰電池質量。據相關實踐表明，塗布工序導致的不良異常在鋰電池整個生產工藝中的占比超50% ，塗布機技術的發展與創新成為提升鋰電池生產水平的關鍵。

  一、擠壓塗布技術：鋰電池塗布機的核心工藝突破

  隨著綠色能源政策的推動，儲能電池和動力電池需求大增，傳統的轉移式和刮塗式塗布技術已難以滿足生產要求。擠壓式塗布技術憑藉其獨特優勢，成為鋰電池生產製造的主流選擇。該技術通過讓流體經特殊通道的塗布頭，塗覆在運動基材上，能實現高精度塗層，尤其適用於鋰電池極片這種精度要求高、塗層厚、漿料黏度大且基材薄的塗布場景。

  《2025-2030年全球及中國塗布機行業市場現狀調研及發展前景分析報告》指出，鋰電池極片塗布採用雙面單層依次塗布，漿液濕塗層厚且為非牛頓高粘度流體，基材是 6 - 30 μm 的銅箔。在狹縫擠壓式塗布過程中，漿料從擠壓頭上料口進入模頭內部型腔形成壓力，再從模頭狹縫噴出塗於箔材，最後經烘箱乾燥。此過程中，塗布液流變特性、塗布頭與基帶間隙、基材速度及塗布頭結構等因素都會影響塗布質量。其中，塗布頭與基帶間隙、塗布頭唇口尺寸、流體黏度、基材速度、流體和外部壓力等是影響塗布厚度的關鍵。一般來說，外部壓力為室內常壓，保證塗布頭唇口內和出口壓力均勻性對穩定供料系統至關重要。

  漿料特性與塗布質量緊密相關，鋰電池漿料由活性物質、溶劑、黏結劑與導電劑等構成，屬於固相兩相流體。在塗布工藝中，需嚴格管控其黏度、密度、細度、固含量以及 pH 值，同時檢測不同區域漿料質量，確保均勻一致性。漿料受沉降時間、攪拌速度與溫度影響，呈現非牛頓流體特性，存在剪切稀釋現象。為保證擠壓式塗布質量，通常將鋰電池漿料密度控制在1400 - 2000 kg・m⁻³ ，黏度控制在1 - 10 Pa・s 。

  高精密狹縫擠壓塗布模頭是鋰電池塗布機的核心部件，與鋰電池生產中的多種關鍵材料直接接觸，這些材料成本占電芯物料清單成本的 70% - 90% ，關乎電芯大部分性能。實際操作中，需嚴格控制極片各位置正負極漿料塗層厚度，保證一致性，防止電池容量異常，保障使用壽命。塗布前做好 「5S」 工作，避免雜物混入影響鋰電池安全性，確保極片前後參數統一，保證電池性能一致。

  二、快速烘乾技術：提升鋰電池塗布機效率的關鍵環節

  擠壓式塗布是鋰電池生產關鍵工序，而快速烘乾則是擠壓式塗布的重要節點，其目的是利用合適加熱介質快速去除極片塗層中的有機溶劑或水分。若烘乾不到位，鋰電池塗布極片會出現掉粉、烤焦、壓實密度不達標、未烤乾及溶劑揮發不一致等問題，影響鋰電池質量。烘乾本質是熱量傳導、熱交換和能量輸入輸出的過程，常用加熱介質有熱風、微波與紅外等。合理控制塗布速度，可有效把控烘乾快慢，提升烘乾質量。

  傳統烘乾技術用電加熱器加熱空氣，存在耗能大、烘箱抽風不平衡等問題，易導致 「滴溶劑」，使極片乾燥不足。極片烘乾包含預熱、加熱、恆乾燥速率、降速 4 個動力學過程。初始階段，加熱介質使漿料表面溶劑蒸發並擴散;恆乾燥速率環節，大量溶劑蒸發富集，需控制塗層表面氣相干燥界面物質擴散動力學，使漿料表面溶劑汽化，內部溶劑在毛細作用下轉移至表面持續蒸發，當濕含量達臨界狀態，進入恆速乾燥階段。控制加熱介質溫度、風速、迴風比和漿料配比，能提高鋰電池性能一致性，低速大通量可保證極片烘乾質量。

  鋰電池塗布工藝中，快速烘乾技術有複合烘乾技術、紅外烘乾技術以及微波烘乾技術等。複合烘乾技術採用雙面熱風烘乾結合負壓條件與其他加熱方式，提高烘乾效率;紅外烘乾技術能高效脫除極片塗層水分，但黏結劑易二次團聚，常與對流乾燥結合;微波烘乾技術藉助微波介電加熱去除水分，烘乾效率高但可能導致極片鼓包。在快速烘乾工藝中，需合理控制烘箱指標，如單個風嘴風速一致性≤6% ，單節烘箱溫度一致性≤±3 ℃ 。熱風衝擊乾燥模型通過空氣射流衝擊濕物料表面去除水分，目前鋰電池塗布烘箱常採用紅外 - 熱風烘乾系統，該系統能吹散極片表層氣膜，實現熱風對流循環烘乾，提高烘乾速率。

  三、實時張力控制和糾偏技術：保障鋰電池塗布機塗布質量的穩定支撐

  在鋰電池塗布工藝中，收放卷機構、張力與糾偏系統對控制卷材基材運動速度、保證塗布均勻度、加快烘乾速度和提高塗布質量起著關鍵作用。張力與糾偏系統涵蓋放卷部位、烘乾部分出烘箱段和收卷部分的張力與糾偏控制。放卷部位利用閉環自動控制恆張力降低誤差;收卷部分採用閉環控制，控制浮輥位置恆定以保證張力穩定，使塗布均勻防起皺。

  由於鋰電池基材厚度通常不大於 30 μm ，在塗布過程中必須重視糾偏處理。通過自動對邊糾偏邊緣檢測糾偏方式，可有效控制基材平整度和平行度;利用電氣驅動超聲檢測方式，能科學控制移動範圍和糾偏控制器精度，確保塗膜邊緣對齊度不小於標準值，避免基材起皺，保證塗布均勻和收卷整齊。

  四、實時膜厚監測反饋閉環控制技術：實現鋰電池塗布機精準塗布的核心保障

  鋰電池塗布機的塗布質量受多種因素協同影響，任一環節出現問題都可能導致塗布厚度均勻性不達標。為確保最終成品鋰電池質量符合標準，需採用實時膜厚監測反饋閉環控制技術，實現對整個塗布工藝過程的實時在線監測和閉環自動調整。將 Beta-ray 測厚技術與閉環自動控制技術相結合，可實現對塗布厚度的全過程監測與反饋閉環控制，從多個工序協同作用，保障塗膜厚度符合產品質量要求。

  綜上所述，在2025年鋰電池產業快速發展的背景下，高速、高精智能化鋰電池塗布機的關鍵技術，包括擠壓塗布技術、快速烘乾技術、實時張力控制和糾偏技術以及實時膜厚監測反饋閉環控制技術，對於提升鋰電池生產質量至關重要。這些技術相互配合、協同發展，從不同角度保障了鋰電池塗布的精度、效率和穩定性。未來，隨著技術的不斷創新和進步，鋰電池塗布機技術將持續優化，為新能源產業的高質量發展提供更堅實的支撐。

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