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锂电隔膜涂层膜制备

时间:2025-12-27     【原创】

  在锂电池制造体系中,隔膜作为分隔正负极、保障离子传导的核心组件,其性能直接决定电池的循环寿命、安全

性能与能量密度。涂层改性是提升隔膜综合性能的关键手段,而超声波喷涂技术凭借精准可控、高效环保的优势,已

成为锂电隔膜涂层制备的核心工艺之一。该技术通过高频振动实现浆料的超细雾化与均匀沉积,有效解决了传统喷涂

工艺存在的涂层不均、材料浪费等痛点,为高端锂电池的量产提供了技术支撑。


  超声波喷涂的核心原理是利用压电陶瓷换能器将高频电能转化为机械振动,使液态涂层浆料在振动能量作用下破碎

为1-50μm的均匀液滴,再通过低速载气将雾滴定向输送至隔膜基材表面,经干燥固化形成致密均匀的功能涂层。与传统

压力喷涂依赖高压气流雾化不同,该技术采用非接触式加工,避免了机械应力对柔性隔膜基材的损伤,同时通过调节振动

频率(20kHz-150kHz)可精准控制液滴粒径,为涂层微观结构的调控提供了灵活空间。


  相较于传统喷涂工艺,超声波喷涂在锂电隔膜涂层制备中展现出显著优势。其一,涂层均匀性优异,可将隔膜涂层

厚度偏差控制在±0.5μm以内,孔隙率均匀性误差缩小至±1%,有效避免了因涂层不均导致的电池内部电场分布失衡问题,

提升了电池性能的一致性。其二,材料利用率极高,雾化过程无高压气流吹散损耗,材料利用率提升至85%-95%,大幅

降低了导电材料、粘结剂等贵金属浆料的消耗成本。其三,工艺兼容性强,可适配水基、溶剂基等多种类型浆料,能满

足陶瓷涂层、聚合物涂层等不同功能需求的隔膜改性,且喷涂参数可精准调控,适配不同厚度规格的隔膜基材。其四,

绿色环保特性突出,无需高压空气辅助,可减少30%-50%的溶剂挥发量,符合锂电池行业低碳制造的发展趋势。


  超声波喷涂制备锂电隔膜涂层的工艺控制需重点关注三大核心环节。在浆料制备阶段,需严格控制浆料的粘度、流

变性能与颗粒分散性,通过优化搅拌速度与时间,确保导电材料、粘结剂等组分均匀分散,避免颗粒团聚导致的涂层缺陷。

在喷涂参数优化阶段,涂覆速度、载气流量、喷涂距离与振动频率的协同调节至关重要,例如针对陶瓷涂层,需通过降低

涂覆速度、提升振动频率,实现涂层的致密沉积,同时保证孔隙连通性以保障离子传导效率。在环境控制阶段,需将喷涂

环境的温度、湿度稳定在合理范围,避免温度波动导致的浆料粘度变化,以及湿度超标引发的涂层吸湿缺陷。


  该技术的应用显著提升了锂电隔膜的综合性能。通过超声波喷涂制备的陶瓷涂层隔膜,耐热性可提升至200℃以上,

有效抑制高温下的热收缩现象,降低电池短路风险;聚合物涂层则能改善隔膜的电解液浸润性,提升离子传输速率,

使电池的倍率性能与循环寿命显著增强。在实际应用中,采用该技术制备的涂层隔膜可使锂电池循环寿命提升30%以上,

不良率降低15%,尤其适配高镍正极、硅碳负极等高端电池体系的需求。


  超声波精密喷涂设备


  未来,随着锂电池向高能量密度、高安全性方向发展,超声波喷涂技术将朝着智能化、高效化方向升级。通过引入

在线监测系统与智能调控算法,可实现涂层厚度、孔隙率的实时反馈与参数自适应调节;同时,设备高频化与宽幅化改进

将进一步提升量产效率,推动其在锂电隔膜涂层领域的规模化应用,为新能源储能产业的高质量发展提供核心技术支撑。


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