电极浆料涂布模头流场分析与结构优化

作     者：杨家沐 陈育新 练成 徐至 刘洪来 YANG Jiamu;CHEN Yuxin;LIAN Cheng;XU Zhi;LIU Honglai

作者机构：化学工程联合国家重点实验室华东理工大学化工学院 华东理工大学化学与分子工程学院上海200237 

出 版 物：《储能科学与技术》 (Energy Storage Science and Technology)

年 卷 期：2024年第13卷第4期

页      面：1109-1117页

核心收录：

学科分类：081704[工学-应用化学] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 081701[工学-化学工程] 

基　　金：国家自然科学基金(22278127) 中央高校基本科研业务费专项(2022ZFJH004) 

主　　题：锂离子电池 狭缝涂布 衣架式模头 计算流体力学 Box-Behnken设计 

摘      要：涂布工艺是锂电池极片制造过程的关键工序之一,涂层的稳定性和厚度一致性决定了极片的结构,进而影响电池的性能和循环寿命。大尺寸动力锂电池产品对涂布幅宽提出更高的要求,保证涂布模头出口处电极浆料的流动均匀性成为核心技术问题之一。因此,对涂布模头的流道结构进行合理优化显得尤为重要。本研究针对宽幅涂布模头出口速度分布不均的问题,构建了不同尺寸和结构的模头流道模型进行流场仿真,分析电极浆料在模头内部的流动特性,并采用Box-Behnken设计对衣架式模头的结构尺寸进行优化。具有倾斜变径式匀料腔结构的衣架式模头对浆料有更强的引流效果,有助于提升幅宽方向浆料流动的均匀性。采用Box-Behnken设计对衣架式模头的主要结构参数进行优化,使浆料的均匀性提升至0.99。