Что такое выбор методов покрытия?

Что такое выбор методов покрытия?

Существует множество способов нанесения покрытия. Методы нанесения покрытия погружением включают покрытие погружением, покрытие валиком, покрытие лезвием, покрытие проволочного стержня и т. д. Методы нанесения покрытия с заданным количеством включают покрытие скользящим покрытием, покрытие слота-матрицей, покрытие экструзией, покрытие наливным слоем и т. д. Несколько методов покрытия мы уже подробно обсуждали выше. Ниже мы кратко представим другие методы нанесения покрытия.

Нанесение покрытия погружением — это метод нанесения покрытия, при котором полотно непрерывно погружается в резервуар для шлама и вытягивается из него, а избыток жидкого раствора стекает обратно в резервуар, как показано на рисунке 5-89. Покрытие погружением обычно представляет собой двустороннее-покрытие, поэтому направление вытягивания полотна обычно перпендикулярно поверхности жидкости, что обеспечивает одинаковую толщину покрытия на обеих сторонах полотна. Обычно толщина покрытия зависит от вязкости, плотности, скорости линии и угла вытягивания. Толщина покрытия суспензии на поверхности полотна становится больше по мере увеличения вязкости суспензии и скорости нанесения покрытия. Конечно, нанесение покрытия погружением также подходит для прерывистой работы сложных деталей, но когда скорость испарения растворителя высока, возникает поток.

Fig 5-89 Dip Coating Method

Нанесение покрытия лезвием — это метод нанесения покрытия, в котором используется лезвие для уменьшения толщины жидкого покрытия на валке или полотне для нанесения покрытия до заданной толщины, как показано на рисунке 5-90. Среди них толщина покрытия и масса покрытия воздушного-ножа зависят от давления воздуха-ножа и скорости воздушной струи, и оно особенно подходит для покрытия суспензий с низкой-вязкостью или средней-низкой-вязки-на водной-основе. При использовании суспензий на основе органических растворителей следует соблюдать осторожность, чтобы избежать образования взрывоопасных смесей из большого количества воздуха и паров горючих растворителей.

Fig 5-90 Blade Coating

Навесное покрытие — это метод нанесения покрытия, при котором суспензия выдавливается из паза и падает прямо на бегущее полотно в виде жидкой завесы. Он относится к методу нанесения заданного количества, как показано на рисунке 5-91. Поскольку расстояние между кромкой экструзионной головки и полотном велико, а на занавеске нет пузырьков воздуха, она имеет выдающиеся преимущества в устранении таких дефектов, как натянутость и царапины. Благодаря большей кинетической энергии завесы она помогает стабилизировать мениск, что позволяет достичь более высокой скорости нанесения покрытия. Скорость линии может достигать более 100 м/мин и все чаще применяется в высокоточных решениях для нанесения покрытия на аккумуляторы.

Figure 5-91 Falling curtain coating; Figure 5-92 Wire rod coating

Покрытие стержня с проволочной-намоткой – это метод нанесения покрытия, в котором используется дозирующий стержень с проволочной-намоткой для равномерного покрытия жидкости на мягком полотне, как показано на Рисунке 5-92. Стержень с проволочной-намоткой изготавливается путем тугой намотки проволоки из полированной нержавеющей стали на стержень с сердечником. Стержень с проволочной-намоткой также называется стержнем для покрытия или ракельным стержнем. Когда намоточная проволока очень тонкая, точность толщины покрытия может достигать нескольких микрон. Поскольку жидкость с низкой-вязкостью легко течет по намотанной металлической проволоке, она подходит для нанесения покрытий на жидкости с низкой вязкостью. При использовании специальных стержней вязкость покрытия может быть относительно высокой, а толщина покрытия может достигать 225 мкм. Скорость нанесения покрытия на стержень обычно ограничивается 304 м/мин.

Выбор метода нанесения покрытия — это систематический процесс, требующий рассмотрения многих факторов. Ниже приведены основные факторы, которые следует учитывать при выборе метода нанесения покрытия:

Большинство методов нанесения покрытия подходят для нанесения одного слоя за раз, а следующий слой наносится после высыхания предыдущего слоя. Некоторые методы позволяют покрывать несколько слоев одновременно, например, покрытие предметных стекол, при котором одновременно можно наносить не менее 9 слоев цветного пленочного покрытия. Головка для нанесения навесного покрытия представляет собой скользящую головку для нанесения покрытия, и слой покрытия также стекает по краю, поэтому также можно наносить многослойное покрытие. Нанесение покрытия с помощью щелевой-матрицы и нанесение экструзионного покрытия обычно обеспечивает одно-слойное покрытие, но они также могут иметь два или три экструзионных паза для многослойного покрытия, которое широко требуется производителям литий-ионных аккумуляторов.

Покрытие проволочных-намоточных стержней подходит для тонкого-слойного покрытия; Экструзионное покрытие, покрытие обратным валком и покрытие наливным способом подходят для нанесения толстого покрытия, которое может достигать 400–750 мкм. Вообще говоря, чем тоньше покрытие, тем выше сложность нанесения покрытия. Следует отметить, что упомянутая здесь толщина представляет собой толщину влажного покрытия, а разница между сухим покрытием и мокрым покрытием очень велика.

Вязкость и вязкоупругость — физические величины, отражающие реологические свойства. Каждый метод нанесения покрытия имеет определенный диапазон подходящей вязкости и скорости сдвига. Вязкость суспензии лучше всего выбирать в соответствии с вязкостью, измеренной при скорости сдвига покрытия, поскольку вязкость изменяется в зависимости от скорости сдвига. Для рецептур суспензии литиевых аккумуляторов, предоставляемых ведущими поставщиками материалов для литий-ионных аккумуляторов, точный контроль вязкости стал ключевым фактором стабильности процесса. Однако в процессе нанесения покрытия с заданным количеством скорость сдвига, которому обычно подвергается суспензия, слишком высока, поэтому трудно достичь такой высокой скорости сдвига с помощью современных инструментов, поэтому оценка вязкости является грубой, и, наконец, экспериментальные результаты будут иметь преимущественную силу. Хотя вязкоупругость очень важна, ее трудно предсказать. Некоторая вязкоупругость помогает улучшить работу некоторых покрытий, но высокая вязкоупругость может вызвать дефекты замедленного волочения.

Прецизионное покрытие с пазами-, скользящее покрытие и наливное покрытие имеют более высокую точность покрытия, в то время как точность других методов нанесения покрытия зависит от свойств жидкости, геометрии роликов, скорости вращения и других факторов. Каждый метод нанесения покрытий имеет широкий диапазон покрытий, который зависит от конструкции и режима работы устройства нанесения покрытия. Только путем очень точной оптимизации оборудования для нанесения покрытия на электроды батареи можно получить хорошие результаты нанесения покрытия.

Сеть может быть не-проницаемой или проницаемой. Для проницаемого полотна поры можно загерметизировать перед нанесением покрытия. Также необходимо учитывать шероховатость и поверхностное натяжение полотна. Поверхностное натяжение суспензии должно быть ниже, чем у полотна.

Скорость нанесения покрытия связана с эффективностью производства. По возможности, чем выше скорость нанесения покрытия, тем лучше. Все методы нанесения покрытия имеют ограничения по скорости нанесения, но некоторые методы лучше подходят для нанесения на высокой-скорости. Нанесение покрытия требует минимальной скорости потока, чтобы гарантировать, что полотно не порвется, поэтому высокоскоростное-нанесение покрытия невозможно, если слой тонкий. При покрытии предметных стекол, когда слой покрытия очень тонкий, слой покрытия будет нестабильным. Более высокая скорость и более толстый слой покрытия помогают избежать нестабильности покрытия. Аналогичным образом, на гладкое и непроницаемое полотно- можно наносить покрытие на более высокой скорости. Скорость нанесения покрытия также зависит от длины секции сушки. Чем длиннее участок сушки, тем выгоднее увеличить скорость сушки.

Методы нанесения покрытия и диапазоны их применения показаны в Таблице 5-6.

Категория	Метод покрытия	Скорость сдвига /с⁻¹	Вязкость /Па·с	Толщина во влажном состоянии /мкм	Точность покрытия /%	Максимальная скорость /(м/мин)	Влияние шероховатости полотна
Выравнивание	Выравнивание	0.01-0.10	-	-	-	-	-
	Воздушный нож	-	0.005-0.5	2-40	5	500	Высокий
	Покрытие проволочного-стержня с обмоткой	-	0.02-1	5-50	10	250	Высокий
Один слой	Покрытие лезвия	1000-10000	0.5-40	1-30	-	1500	Высокий
		20-40000
	Обратное валковое покрытие	100-10000	0.1-50	5-400	5	300	Легкий
		1000-100000
	Покрытие слота-матрицы	3000-100000	0.005-20	15-250	2	400	Легкий
	Экструзионное покрытие	-	50-5000	15-750	5	700	-
Многослойный	Слайд-покрытие	1000-10000	0.005-0.5	15-250	2	300	Легкий
		3000-12000
	Покрытие штор	1000-10000	0.005-0.5	2-500	2	300	Легкий

Методы нанесения покрытия на электродные листы литий-ионных аккумуляторов в основном включают вальцовое покрытие и экструзионное покрытие. Нанесение покрытия обратным валком требует более высокой скорости сдвига, подходит для суспензий с немного более высокой вязкостью, позволяет получить более толстую пленку покрытия и хорошее качество покрытия и в настоящее время является наиболее часто используемым методом нанесения покрытия на литий-ионные аккумуляторы. Экструзионное покрытие представляет собой относительно передовую технологию нанесения покрытий в отрасли. Во время нанесения покрытия к суспензии прикладывают определенное давление, которое можно использовать для нанесения покрытия на суспензию с более высокой вязкостью. Полученный электродный лист имеет более высокую точность и высокую скорость нанесения покрытия. В связи с постоянным развитием технологии литиевых батарей и растущим спросом производителей литий-ионных батарей на более высокую плотность и стабильность энергии, экструзионное покрытие, поддерживаемое современным--самым-оборудованием для нанесения покрытия на электроды батареи и высокоточными-решениями для нанесения покрытия на батареи, будет более широко использоваться в производственных линиях следующего-поколения.