一、涂布气泡对电芯性能的双重威胁

（一）显著降低电池核心性能

某锂电厂实测数据显示，当负极片气泡比例达到 40% 时，电池在 500 次循环后的容量保持率较无气泡电池下降 15% 以上，且放电平台明显衰减，说明气泡区域的锂离子嵌入 / 脱出效率显著降低，严重影响电池长期使用性能。

从微观角度来看，气泡在极片涂层中形成空洞，使得电子传导路径受阻。在充放电过程中，锂离子难以顺畅地在活性物质与电解液之间迁移 ，就好比道路上出现了许多坑洼，车辆（锂离子）通行变得困难，能耗增加，效率降低。

除了性能上的劣化，涂布气泡还为电芯埋下了安全隐患。气泡内部可能残留溶剂或空气，在电池充放电过程中，气泡区域因电阻异常易引发局部过热，长期循环可能导致负极析锂，形成枝晶刺穿隔膜，引发内部短路。某事故电池拆解发现，气泡密集区出现明显白色析锂层，周边碳层因锂离子嵌入不足呈暗灰色，验证了气泡是导致热失控和短路风险的重要诱因。

当电池快速充放电时，气泡处电阻产生的热量无法及时散发，就像一个不断升温的小热源。随着温度升高，负极材料中的锂开始以枝晶的形式析出，这些锂枝晶如同尖锐的针，不断生长，一旦刺穿隔膜，可能导致电池起火甚至爆炸。

二、涂布气泡的核心成因解析

（一）材料与浆料问题

异物污染

在锂电池生产的复杂流程中，一旦有粉尘、毛絮等杂质混入涂布液，就如同平静湖面投入石子，会激起层层 “涟漪”。这些异物会改变涂层表面张力，随着生产的进行，这些异物在涂层中 “捣乱”，烘干后在极片上留下了一个个圆形气泡痕迹。

浆料混合缺陷

浆料混合是个精细活，搅拌不充分或未抽真空，空气就会混入其中，形成一个个微小的气泡 “隐患”。溶剂与粘结剂的润湿性也必须匹配，若两者 “不合拍”，就会像油和水难以相融一样，形成稳定的泡沫。曾经有一批次浆料，由于搅拌时间较正常缩短了 20 分钟，真空度也未达到标准要求，在涂布后，极片表面密密麻麻地出现了针孔状气泡，这些气泡虽小，但数量众多，导致该批次电芯容量一致性变差。

（二）工艺参数失控

涂布烘箱不当

干燥工艺是决定涂布质量的关键环节。烘干温度不足，溶剂就无法充分蒸发，如同潮湿的衣服未被彻底晒干，水分残留会在极片内形成气泡。风量不均同样是个 “大麻烦”，会使极片不同部位干燥程度不一致，导致局部溶剂残留。某厂在生产过程中发现，当干燥区温度维持在 80℃时，气泡率高达 5%。技术人员经过多次试验，将温度提升至 90℃后，溶剂蒸发更彻底，气泡率大幅降至 1.5%，这一数据有力地证明了溶剂蒸发不彻底是气泡产生的关键诱因。

涂布速度过快

当涂布速度过快时，就像快速画画难以保证线条的均匀流畅一样，浆料没有足够的时间流平。在高速涂布过程中，空气被快速裹挟进浆料中，却无法及时排出，这些空气就会在涂层中形成一个个气泡。某动力电池产线在提速过程中发现，当涂布速度超过 60m/min 时，气泡不良率显著上升，从原本的 3% 左右攀升至 8%，严重影响了产品质量，这表明涂布速度过快会打破浆料流平和空气排出的平衡，从而引发气泡问题。

（三）环境与设备因素

如果洁净度不足，尘埃粒子超标，就如同舞台上布满灰尘，会严重影响 “演出效果”。设备密封不良，如涂布机料槽未加盖，也会让外界杂质有可乘之机。某厂曾经因为生产环境洁净度不达标，尘埃粒子频繁落入，导致气泡报废率居高不下，一度达到 10%。后来，该厂投入资金升级洁净车间等级至万级，同时对设备进行密封改造，给涂布机料槽加上了严密的盖子。经过这些措施，气泡报废率大幅下降 60%，有效提升了产品质量和生产效益，这充分显示了环境与设备因素对气泡控制的重要性。

三、上海联净的技术突破路径

1. 干法工艺替代湿法

无溶剂工艺：直接采用干粉混合与热压成型，无需浆料调配、涂布和烘干，彻底消除溶剂挥发导致的气泡问题。

三维网络结构电极膜：通过高剪切混合使黏结剂（如改性PTFE）纤维化，形成三维交联结构，确保活性物质均匀分布，避免分层和团聚，提升电极密实度（达3.4g/cm³）。

连续式干法电极设备 图片来源：上海联净自动化科技有限公司

2. 材料创新

复合黏结剂：开发PTFE与离子导电聚合物的复合黏结剂，增强电极机械强度，减少压制过程中的开裂风险，同时构建锂离子传输通道。

纳米添加剂：使用多级结构纳米材料防止粉体输送中的团聚、分层，确保电极膜均匀性。

3. 设备与工艺优化

高精度粉体输送系统：采用闭环动态控制技术，实现高黏性粉体的精确计量与输送，确保面密度均匀性（±1%）。

动态压延技术：引入高频振动和热辊多级压制，优化电极膜柔韧性与厚度一致性，避免传统湿法辊压中的应力集中问题。

多级辊压示意图（图片来源：上海联净电子科技有限公司）

电磁感应加热辊（图片来源：上海联净电子科技有限公司）

4.实际效果与产业影响

消除气泡与提升良率：干法工艺使电极生产良率达95%，较传统湿法（约85%）显著提升，且无溶剂废气排放。

降低成本与能耗：省去溶剂回收环节，生产成本降低18%以上，能耗减少40%。

兼容高能量密度材料：可适配超高镍正极（如Ni90）和硅基负极，推动电池能量密度提升10%-20%。

5.对比传统湿法涂布气泡解决方案

传统湿法涂布需依赖真空脱泡、改进浆料配方等手段（如添加消泡剂、优化黏合剂分散性），而上海联净的干法技术从根源上规避了气泡问题，且具备更高的工艺稳定性和规模化潜力。

总结

上海联净通过干法电极技术革新，解决了锂电涂布中的气泡难题，同时推动行业向低成本、高性能、绿色化方向升级。其技术已进入中试验证阶段，并与头部电池厂商合作试产，有望重塑动力电池产业链格局。

文章来源：弹弓锂电、上海联净电子科技有限公司

注：本站转载的文章大部分收集于互联网，文章版权归原作者及原出处所有。文中观点仅供分享交流，不代表本站立场以及对其内容负责，如涉及版权等问题，请您告知，我将及时处理。