高速雙面同時擠壓涂布系統是鋰離子電池制造中的核心設備，主要用于在金屬箔（銅箔或鋁箔）的兩面**同步、高速、均勻地涂覆電極漿料**（如正極材料、負極材料），形成雙面極片。這一技術大幅提升了生產效率和極片一致性，是滿足動力電池、儲能電池大規模量產需求的關鍵工藝設備。以下是其核心功能、技術特點及行業價值：

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### **一、核心功能**

1. **雙面同步涂布**：  

  - 在金屬箔的正反兩面**同時**完成漿料涂覆，消除傳統單面涂布需翻轉箔材的工序，縮短生產時間50%以上。

  - 避免單面涂布因兩次烘烤導致的箔材熱應力差異，減少極片翹曲、分層風險。

2. **高精度涂布控制**：  

  - 通過精密模頭與閉環控制系統，實現涂布厚度精度±1μm（面密度偏差＜±1%），確保電池容量一致性。

  - 支持間歇涂布（極耳留白）、連續涂布等多種模式，適應不同電池設計需求。

3. **高速連續生產**：  

  - 涂布速度可達**80-120m/min**（傳統單面涂布約30-60m/min），滿足動力電池GWh級產能需求。

  - 減少換卷次數，提升設備稼動率。

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### **二、技術特點與**設計**

#### **1. 關鍵結構**

- **雙面擠壓模頭**：  

 - 上下模頭對稱布置，采用狹縫式擠壓設計，精準控制漿料流量與涂布寬度。

 - 模頭材質為高硬度不銹鋼或陶瓷，耐磨耐腐蝕，壽命達10萬小時以上。

- **張力與糾偏系統**：  

 - 實時監測箔材張力（50-200N可調），通過伺服電機動態調整，防止褶皺或斷裂。

 - 激光糾偏裝置確保雙面涂布對齊精度＜0.1mm（避免極片邊緣錯位）。

- **在線檢測與閉環控制**：  

 - β射線面密度儀、激光測厚儀實時反饋數據，自動調節模頭間隙與漿料泵速。

 - AI視覺系統檢測涂布缺陷（漏涂、氣泡、劃痕），**品自動標記剔除。

#### **2. 工藝優化**

- **漿料流變控制**：  

 - 非牛頓流體（如高固含量負極漿料）需優化模頭流道設計，避免“鯊魚皮”效應。

 - 溫度控制（25±1℃）確保漿料黏度穩定，減少涂布厚度波動。

- **干燥效率提升**：  

 - 雙面涂布后同步進入多段熱風/紅外烘箱（溫度梯度80℃→120℃→80℃），溶劑殘留＜100ppm。

 - 廢氣處理系統（RTO/冷凝回收）降低VOCs排放，符合環保法規。

#### **3. 材料適配性**

- **薄箔涂布**：支持6μm銅箔、8μm鋁箔的高速涂布，不斷裂、不打皺。

- **新型漿料**：兼容硅碳負極、高鎳三元正極等高黏度（＞10,000cP）、高膨脹性材料。

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### **三、行業價值**

1. **降本增效**：  

  - 單次涂布完成雙面工序，節省設備投資與廠房空間30%以上。  

  - 減少能源消耗（烘烤能耗降低20%）與人工干預，綜合成本下降15%-20%。

2. **提升電池性能**：  

  - 雙面極片厚度均勻性高，減少電池內阻，提升循環壽命（≥2000次）。  

  - 高面密度一致性（±1%）確保電池組配組效率＞95%。

3. **支持先進電池技術**：  

  - 適配固態電池（需超薄均勻涂層）、4680大圓柱電池（高速連續涂布）。  

  - 滿足快充電池對極片低孔隙率、高密實度的要求。

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### **四、技術挑戰與解決方案**

| **挑戰**                | **解決方案**                                                                 |

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| **雙面涂布對齊精度**    | 高精度糾偏系統（CCD+伺服電機）+ 預張力閉環控制。                           |

| **漿料干燥不均**        | 多段分區烘箱（風速、溫度梯度可調）+ 雙面同步熱風沖擊。                     |

| **薄箔斷裂**            | 氣浮傳輸+低張力控制（＜50N）+ 邊緣超聲波檢測。                             |

| **高黏度漿料堵模頭**    | 模頭流道仿真優化（COMSOL）+ 在線脈沖清洗功能。                             |

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### **五、典型應用場景**

- **動力電池**：新能源汽車用高鎳三元（NCM811/NCA）正極、硅碳負極涂布。  

- **儲能電池**：磷酸鐵鋰（LFP）正極厚電極（＞200μm）涂布。  

- **3C電池**：鈷酸鋰（LCO）高面密度（＞20mg/cm2）極片制造。  

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### **六、未來發展方向**

1. **超高速涂布**：目標速度提升至150m/min，配套無溶劑電極技術（干法電極）。  

2. **智能化升級**：AI動態優化涂布參數（如漿料溫度、模頭壓力），實現“零缺陷”生產。  

3. **柔性化生產**：快速切換涂布寬度（100-1000mm）、漿料類型，適應多型號小批量訂單。  

4. **綠色制造**：集成余熱回收、零排放干燥系統，推動碳中和目標。  

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### **總結**

高速雙面同時擠壓涂布系統通過**同步雙面涂布、高精度控制、智能化閉環**等技術，成為鋰電大規模制造的核心裝備，直接決定了電池的能量密度、**性與生產成本。隨著電池材料迭代（如超高鎳、硅基負極）與工藝革新（干法電極、固態電池），該系統將持續向更高速度、更高精度、更綠色化的方向演進。