雙層涂布技術對鋰離子電池極片進行多層的微觀結構設計可以提高性能，比如：通過極片層級精細設計，構造"離子和電子高速通道”，減小鋰離子擴散阻力，減緩容量衰減；通過調控極片多孔結構的梯度分布，實現上層高孔隙率結構，下層高壓實密度結構，完美兼顧高能量密度和超級快充雙核心。為了提高這種精細結構的生產效率，同時雙層涂布技術應運而生，主要配置兩種不同的漿料，通過多層涂布，提高電極的性能。以下是一些雙層結構電極具體實例：(1)粘結劑分層結構：涂布干燥時，由于毛細管力作用，粘結劑會向表面遷移，并且隨著涂布提速和涂層厚度的增大，干燥過程中粘合劑遷移越發嚴重，將進一步減弱敷料與集流體之間的粘結力，對電池性能有著負面的影響。為解決該問題，雙層結構中底層漿料可以采用高配比的 SBR進行補償。圖1SBR分層結構電極(2)導電劑分層結構：研究兩層結構LFP極片中每一層導電劑含量對電池性能的影響。電化學性能測試結果表明在總導電劑含量 5%不變的情況下，靠近集流體的下層導電劑含量高的極片性能更好。如圖所示 2所示，與上層導電劑含量多相比(圖a)，下層導電劑含量更多(圖b)能夠形成更多地導電通路，極片電子傳輸電阻低，電池倍率性能和循環穩定性提升。圖2導電劑垂直分布對電子傳導影響(3)活性顆粒種類、粒徑分層：利用活性物質本身不同的特性，例如高能量密度型、高功率型，設計多層結構極片，同時實現電池高能量密度和高功率特點。而且通過采用不同的活性物質形態可以實現對結構的控制，如活性物質不同的粒徑分布。

SnrM/A3LinnttsrIGSiISnrM/A3LinnttsrIGSiImpmij峪uiveClmaBI電JnullDr化El■Uqj#Top-V-CZ?B￡I1/A13tid!*□ 成呼也i皿fi勒Er&p+口吐iMF崎W補■<5Lbip^Ikfltaffl￡SmlTop/iJjWnpil-*-n-H口—C3*口MUM/AM^rirHfoonfn4sarpTopMjdLniividLQnii：SffliIOn/^16,ClL>iee-&wbam￡VIanJ妃Law-LTopi?C3Ls-r^KS-sram￡如iHTn.J站Lai^KLrafli-errom￡La*idFapJJUM：h?d山irrniE』i~ntrriE一Ih*/—Hnji；山Lzxr^irn1Iw^.s"Fmp-Ll-r[C-.i，^iiull-*-C5-L>fEC-/HM■儺囪l?g&Sffg>l，Tg+C5L&ifcd-/MiC4SrralLwtam■￡La促Tap/Q由njllC<&s?[i=m&LdTap/UuiwbaitaffL^*uEIT巴fi,Alr^rrudfcnCTamJLLqyTnp/LATmEWUS-*-C5Lawi1M45ml1!EkansxTHALl*gTop圖3活性顆粒粒徑分層結構(4吼隙率分層結構：具有梯度孔隙率的雙層結構正極極片如圖4所示，對于圖4a，上層的孔隙率大于底層。而對于圖4b，上層和底層的孔隙率幾乎沒有差別。電極的特殊結構和合理的孔隙率分布有利于鋰離子在厚電極內部的遷移，從而在高電流密度下具有更好的電化學性能。電化學性能測試表明，圖4a電極具有更高的初始庫侖效率、優越的循環性能和更好的倍率性能。

圖4孔隙率分層結構電極實現以上雙層結構電極的方法之一就是雙層涂布技術，一般多層涂布主要有幾種技術:（1）滑動式多層涂布SubstratePr.fflerL（1）滑動式多層涂布SubstratePr.fflerL哥限rCoatiri^。便圖5滑動式多層涂布（2）簾式多層涂布

圖6簾式多層涂布模頭擠壓多層涂布SupportfngRollSubstrateCoatingDieSupportfngRollSubstrateCoatingDie圖7模頭擠壓多層涂布鋰離子電池電極一般采用第三種模頭擠壓多層涂布方式，均勻的涂層只能在一定的涂布工藝窗口內獲得，即針對具體的漿料體系，在一定的涂膜厚度下存在最大可能涂布速度，涂布速度超出此值涂層不穩定；在一定的涂布速度下存在最小涂膜厚度，厚度再小涂層不穩定。

與單層涂布相比，雙層涂布的工藝窗口范圍更小，主要問題包括：（ 1來自上游方向的空氣卷入是涂層缺陷產生的主要原因之一；（ 2）上、層漿料相互混合導致涂層不穩定。因此，雙層涂布需要優化涂布工藝參數研究兩種漿料的粘度、表面張力等差異對涂層質量的影響。圖8圖8模頭擠壓雙層涂布流場示意圖如圖9所示，理論和實驗結果表明，雙層涂布極限厚度高于單層涂布，即雙層涂布臨界厚度更大，涂布窗口更窄。隨著涂層速度的提高，極限涂層厚度有明顯的上升趨勢。而計算保持恒定值，在計算中低估了涂層速度影響因素。SinglelayerOJm-0.075SinglelayerOJm-0.075圖9涂布窗口，m為上下兩層單位面積質量比如圖10所示，涂布工藝的穩定操作范圍可能受到由模頭唇口、移動基材和上游/下游彎月界面形成的液珠的流變性和模頭幾何形狀的影響。當涂布液珠中的上游彎月面位于上游模唇的兩端之間時，模頭涂膜流可以可靠控制。通常在相對高流量或低涂布速度的條件下，當上游彎月面位置被推到上游模唇之外時，通常會發生到漏料現象。相反，當上游彎月面位置接近進料口時，會發生液珠破裂和空氣卷入等缺陷。在這種情況下，隨著進料流量進一步降低（或基材速度增加），涂層液體和基材之間開始形成微空氣渦流。圖10模頭唇口涂布液珠形態兩種漿料的進料流量比對涂布窗口的影響如圖 11所示，隨著流量比的降低（底層變薄），施加在上游進料區域附近的動量減小，從而導致上游彎月面向下游移動。因此，穩定工藝窗口將向較低的涂布速度方向（向左）移動。隨著流量比的減小，進料處相對高流量的頂層動量大于底層動量，導致中游模唇下出現流動反轉，兩種漿料相互混合作用。

Webspeed(m/inirt)■a-YftatllYjiH^nilbl411-*1.凸噌|^￥-Y^'4-toclh iWebspeed(m/inirt)■a-YftatllYjiH^nilbl411-*1.凸噌|^￥-Y^'4-toclh i圖11兩種漿料流量比對涂布窗口的影響此外，兩種漿料的粘度特性，表面張力及其比值等都會影響涂層質量。如圖12所示，當上、下層粘度比相對較高時，底部液體傾向于向上游移動即使在較高的涂布速度下也發生漏料現象。隨著黏度比的減小，均勻涂布區域逐漸向窗口左側移動并略有增大。

rm釧1啪細2&1?1DD?EW22項』abreiQkupWehsppAd(也「時WLEJHJIEE.」言=:一史￡0.12Q.1BD24 0.30VUgrm釧1啪細2&1?1DD?EW22項』abreiQkupWehsppAd(也「時WLEJHJIEE.」言=:一史￡0.12Q.1BD24 0.30VUg女時中呂infUfeJiilOfl012 018