第12卷第7期2023年7月Vol.12No.7Jul.2023储能科学与技术EnergyStorageScienceandTechnology基于相场模型的锂电池电极浆料稳定涂布窗口分析陈育新1，杨家沐1，练成1,2，刘洪来1,2（1华东理工大学化工学院，化学工程联合国家重点实验室，2华东理工大学化学与分子工程学院，上海200237）摘要：极片涂布是锂离子电池极片制造的关键工艺之一，涂布质量决定了极片结构的均匀度，进而影响电池的性能和寿命。针对电极浆料涂布质量控制问题，选取狭缝涂布模头和集流体组成的局部区域为研究对象，建立了相场-流场耦合的多物理场模型。基于该模型模拟了电极浆料的流动以及电极涂层形成，并根据涂布质量确定了稳定的涂布窗口，通过与实验结果的对比验证了仿真模型的可靠性。以拓宽涂布窗口、实现高速稳定涂布为目标对涂布模头的主要尺寸进行优化。结果表明，浆料流量过大或过小将导致气泡混入或上游溢出，涂布过程无法达到稳定；模头的主要几何尺寸对稳定涂布窗口有一定影响，但仅通过对其简单增减无法将涂布窗口拓宽；对上游模头、下游模头进行非对称式调整，改变上下游流动阻力的相对大小，可以将浆料流量上限提高约40%。通过数值模拟对狭缝涂布过程中的浆料流动进行了分析，为锂电池电极浆料涂布工艺参数的优化提供了参考。关键词：锂离子电池；制造工艺；电极浆料；狭缝涂布；数值模拟doi：10.19799/j.cnki.2095-4239.2023.0300中图分类号：TQ024.1文献标志码：A文章编号：2095-4239（2023）07-2185-09AnalysisofstablecoatingwindowoflithiumbatteryelectrodepastebasedonphasefieldmodelsCHENYuxin1,YANGJiamu1,LIANCheng1,2,LIUHonglai1,2(1StateKeyLaboratoryofChemicalEngineering,SchoolofChemicalEngineering,EastChinaUniversityofScienceandTechnology,2SchoolofChemistryandMolecularEngineering,EastChinaUniversityofScienceandTechnology,Shanghai200237,China)Abstract:Electrodecoatingisoneofthekeyprocessesinthemanufacturingoflithium-ionbatteryelectrodes.Thecoatingqualitydeterminestheuniformityoftheelectrodestructure,whichinturnaffectstheperformanceandlifespanofthebattery.Inresponsetothequalitycontrolproblemofelectrodeslurryslotdiecoating,thisstudyselectsalocalareacomposedoftheslotdieandthefluidcollectorastheresearchobjectandestablishesamultiphysicsfieldmodelcoupledwithphasefieldandflowfield.Basedont...
