一种用于正极涂布的梯度铣槽垫片的制作方法

本技术涉及锂离子电池极片，尤其涉及一种用于正极涂布的梯度铣槽垫片。

背景技术：

1、在锂离子电池，尤其是磷酸铁锂体系电池的制造中，极片涂布是决定电池性能一致性的关键工序，为提高能量密度和生产效率，宽幅高速涂布已成为行业趋势，在正极涂布工艺中，通常会在极片的机尾（即集流体的边缘）区域涂覆一层陶瓷涂层，其主要作用是防止毛刺穿刺隔膜，提升电池安全性，然而，在该机尾陶瓷涂覆工序中，由于涂布模头与背辊之间存在横向（即垂直于涂布方向）的gap（间隙）梯度，具体表现为：从活性材料料区，经过料区与陶瓷区的交界区，再到纯陶瓷边缘区，gap值呈梯度递增，通常会增加0.1-0.3mm，这种gap梯度是由设备安装、热变形及机械应力等综合因素造成的，难以彻底消除；

2、目前，行业内普遍使用的是等深铣槽垫片，这种垫片在其陶瓷流道区域的槽深是均匀一致的，在gap均匀的理想情况下，它能保证浆料流出均匀，但在上述实际的gap梯度环境下，等深垫片暴露出固有缺陷：其流阻恒定，无法补偿变化的gap值，在gap较小的料区侧，浆料流出阻力大，导致涂布偏薄，在gap较大的陶瓷边缘侧，浆料流出阻力小，容易泄流，导致涂布偏厚甚至产生驼峰，这直接造成了陶瓷涂层横向厚度严重不均，其边缘减薄率可达20%-30%；

3、这种厚度不均会引发一系列工艺与产品质量问题：

4、陶瓷活性材料互溶：在厚度不均的交界区，浆料的流体动力学发生紊乱，在干燥过程中，由于不同区域的干燥速率差异，会引发横向的毛细流动，导致陶瓷材料和活性材料在微观层面发生不希望的相互掺混，形成“互溶带”（通常宽约1.2mm），互溶带破坏了涂层的界面清晰度和结构一致性，影响锂离子传输，导致电池内阻增大和循环性能下降；

5、后工序激光切割缺陷：互溶区以及不均匀的涂层结构，在后续的激光切割工序中，会对激光能量产生不均匀的吸收和反射，这易导致切不断（陶瓷层未完全切断）和连带（切割应力导致活性材料区产生裂纹或剥落）等缺陷，不良率通常高达5%-8%，严重制约生产良率。

6、为解决上述问题，本申请中提出一种用于正极涂布的梯度铣槽垫片。

技术实现思路

1、基于背景技术中存在的技术问题，本实用新型提出了一种用于正极涂布的梯度铣槽垫片。

2、本实用新型提出的一种用于正极涂布的梯度铣槽垫片，包括基体以及开设在所述基体上的陶瓷流道铣槽区，其特征在于：所述陶瓷流道铣槽区的槽深由一端向另一端倾斜，形成沿从邻近活性材料料区指向陶瓷边缘的方向梯度递减。

3、优选的，梯度递减满足邻近料区端的初始槽深h1大于陶瓷边缘端的终止槽深h2，且h1/h2=1.1-1.5。

4、优选的，所述梯度递减的结构为线性倾斜结构，所述线性倾斜结构的倾斜角为θ=5°-15°。

5、优选的，所述梯度递减结构为阶梯式结构（202），所述阶梯式结构包含至少两级深度台阶，相邻台阶深度差δ≥0.05mm。

6、优选的，所述阶梯式结构的台阶数为三级，包括邻近料区端的深槽段、中间的过渡段以及陶瓷边缘端的浅槽段，其深度分别满足：

7、靠近深槽段侧台阶深度ha=h1；

8、过渡段台阶深度hb=(h1+h2)×0.6-0.8；

9、靠近浅槽段侧台阶深度hc=h2。

10、优选的，所述深槽段深h1的取值范围为0.4mm-0.6mm，所述浅槽段深h2的取值范围为0.3mm-0.5mm。

11、优选的，所述梯度递减结构在所述陶瓷流道铣槽区上每台阶的覆盖宽度占陶瓷流道口宽度的15%-50%，与机尾陶瓷区的gap梯度变化区域匹配。

12、本实用新型的上述技术方案具有如下有益的技术效果：

13、1.通过在基体上开设陶瓷流道铣槽区，使深槽低流阻补偿小gap，浅槽高流阻抑制大gap的逆向补偿原理，本垫片动态平衡了因横向gap梯度造成的压力损失，使陶瓷浆料在模头出口处的横向挤出压力趋于均衡，实测可将陶瓷涂层的横向厚度波动率从±15%优化至≤±4.5%，边缘减薄率从28%压缩至5%以内，为后续工序提供了结构均匀的极片基础，上述实现了涂层横向厚度的高一致性；

14、2.由于涂层厚度变得均匀，交界区的流体流动稳定，干燥动力学得到改善，有效消除了导致材料互溶的横向毛细流动，金相切片检测表明，互溶带宽度可从1.2mm以上缩减至0.3mm以下，互溶发生率从8%-12%降至1%以下，提升了极片界面的清晰度和电化学性能的一致性，上述从源头抑制了陶瓷活性材料互溶；

15、3.均匀致密的陶瓷涂层为激光切割提供了稳定的物理和能量吸收界面，切割时不再因厚度和成分的突变而产生异常，使得激光切割不良率，包括切不断和连带由传统的5%-8%降至0.3%以下，同时，还减少了模切刀的磨损，延长了刀具寿命，减少了因停机和清理带来的产能损失，综合提升了生产效率和良率，上述彻底解决了后工序激光切割不良问题。

1.一种用于正极涂布的梯度铣槽垫片，其特征在于，包括基体（10）以及开设在所述基体（10）上的陶瓷流道铣槽区（20），其特征在于：所述陶瓷流道铣槽区（20）的槽深由一端向另一端倾斜，形成沿从邻近活性材料料区指向陶瓷边缘的方向梯度递减。

2.根据权利要求1所述的一种用于正极涂布的梯度铣槽垫片，其特征在于，梯度递减满足邻近料区端的初始槽深h1大于陶瓷边缘端的终止槽深h2，且h1/h2=1.1-1.5。

3.根据权利要求2所述的一种用于正极涂布的梯度铣槽垫片，其特征在于，所述梯度递减的结构为线性倾斜结构（201），所述线性倾斜结构（201）的倾斜角为θ=5°-15°。

4.根据权利要求2所述的一种用于正极涂布的梯度铣槽垫片，其特征在于，所述梯度递减结构为阶梯式结构（202），所述阶梯式结构（202）包含至少两级深度台阶，相邻台阶深度差δ≥0.05mm。

5.根据权利要求4所述的一种用于正极涂布的梯度铣槽垫片，其特征在于，所述阶梯式结构（202）的台阶数为三级，包括邻近料区端的深槽段（20a）、中间的过渡段以及陶瓷边缘端的浅槽段（20b），其深度分别满足：

6.根据权利要求5所述的一种用于正极涂布的梯度铣槽垫片，其特征在于，所述深槽段（20a）深h1的取值范围为0.4mm-0.6mm，所述浅槽段（20b）深h2的取值范围为0.3mm-0.5mm。

7.根据权利要求6所述的一种用于正极涂布的梯度铣槽垫片，其特征在于，梯度递减结构在所述陶瓷流道铣槽区（20）上每台阶的覆盖宽度占陶瓷流道口宽度的15%-50%，与机尾陶瓷区的gap梯度变化区域匹配。