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摘要
极片涂布是锂离子电池极片制造的关键工艺之一，涂布质量决定了极片结构的均匀度，进而影响电池的性能和寿命。针对电极浆料涂布质量控制问题，选取狭缝涂布模头和集流体组成的局部区域为研究对象，建立了相场-流场耦合的多物理场模型。基于该模型模拟了电极浆料的流动以及电极涂层形成，并根据涂布质量确定了稳定的涂布窗口，通过与实验结果的对比验证了仿真模型的可靠性。以拓宽涂布窗口、实现高速稳定涂布为目标对涂布模头的主要尺寸进行优化。结果表明，浆料流量过大或过小将导致气泡混入或上游溢出，涂布过程无法达到稳定；模头的主要几何尺寸对稳定涂布窗口有一定影响，但仅通过对其简单增减无法将涂布窗口拓宽；对上游模头、下游模头进行非对称式调整，改变上下游流动阻力的相对大小，可以将浆料流量上限提高约40%。通过数值模拟对狭缝涂布过程中的浆料流动进行了分析，为锂电池电极浆料涂布工艺参数的优化提供了参考。
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单位化学工程联合国家重点实验室; 华东理工大学
