电池制造可分为三个阶段。第一阶段是 电极生产 （包括 浆料混合、电极涂覆、干燥、压延、分切和制作电极），第二阶段是 电池单元组装 （包括卷绕/叠片、装壳、注液、封口）第三阶段为电芯激活（包括形成、容量划分、检测和分类).作为电池的关键部件之一，电池电极的设计、材料选择及制备工艺直接影响着电池的综合性能。
在电池制造过程中，涂层工艺起着至关重要的作用。极片涂层的质量，例如 涂层厚度均匀性、表面密度分布和缺陷，对电池的一致性、循环寿命、能量密度、安全性能等方面都有很大的影响。
为了改善极片涂覆工艺质量，提高涂覆效率，首先要了解涂覆的发展，选择合适的涂覆方法。其次，要通过工艺模拟减少实验试错成本，探究影响涂覆质量的因素，通过优化改进各项参数达到指导生产的目的。最后，基于在线检测技术，对涂覆质量进行在线监测，避免因人为、环境等不可控因素造成的生产缺陷。
本文将从三个方面探讨电池制造中涂层工艺的研究现状： 涂敷法, 涂层工艺模拟 与 涂层检测从而促进焊条涂敷工艺质量、涂敷效率和生产质量控制的提高。
1.电极涂覆方法
涂布技术最早应用于造纸工业和塑料包装，如今已成为新能源电池制造领域不可或缺的一部分。然而，目前涂布行业有数十种涂布方法，可以将浆料涂布到不同的箔片上。不同的箔片和浆料，其涂层结构也各不相同。选择合适的涂布方法至关重要，直接影响电池的生产效率和质量。
常见的锂离子电池涂层方法如上图所示。随着电池制造市场需求的不断增长，涂层方法也在不断发展。常见的涂层方法包括 手工涂装, 刮涂、转移涂层以及当前的主流 狭缝挤压涂层.
电池极柱涂层行业的发展旨在提高涂层质量和效率，满足新能源行业对电池制造的需求。
1.1 手工涂装
手工涂布是一种以手工操作为主的涂布方式，其工作原理如下图所示。将待涂布的箔片放置在吸附平台上，将搅拌好的浆料均匀地倒在平台的一端，通过缓慢移动刮刀辊将浆料均匀地涂布在箔片表面，实现手工涂布。
该涂膜方法操作简便，主要用于实验室电池研究，灵活性高，能适应不同浆料和箔片的需求。然而，该方法存在很大的局限性。首先，涂膜效率低，每次只能涂敷固定尺寸的箔片，完全依赖于手工作业，无法实现批量生产。其次，涂膜质量受手工操作影响较大，难以保证涂层厚度和宽度的均匀性。虽然手工涂膜在实验研究中具有一定的价值，但无法满足电池制造行业对质量和效率的要求，因此出现了一种用机器代替手工的涂膜方法。
1.2 刮刀涂布
如图所示，刮刀涂布由刮刀和涂布辊组成。浆料储存在储料槽中，通过涂布辊的旋转将浆料均匀地涂布在铜箔或铝箔上。通过调节刮刀与涂布辊之间的间隙，可以控制涂层厚度。同时，多余的浆料被刮除并返回储料槽，确保涂布过程的精度和效率。
刮刀涂布操作简单，常用于实验研究，适合小批量生产。涂层厚度取决于箔片与刮刀之间的间隙。涂布过程中，需保证刮刀与箔片平行，否则会导致涂层横向厚度不均匀。同时，此方法对涂布速度有限制，涂布速度过高会引起箔片振动，造成涂层厚度不均匀及浆料飞溅。刮刀刃易结块，在刮刀上可能形成颗粒。
1.3 转移涂层
常见的转移涂布方式有两种：刮刀转移涂布[(a)]和双辊转移涂布[(b)]。刮刀转移涂布机相对于刮刀涂布机多了一个背辊。
涂布原理类似，不同之处在于通过涂布辊与背辊的反向旋转将浆料转移到铜箔或铝箔上。双辊转移涂布是用转移辊代替传统的刮刀，通过两辊之间的间隙调节浆料的转移量，再通过背辊与涂布辊的反向旋转达到涂布目的。
转移涂布通过两次调节浆料转移量，可以有效控制浆料转移量及涂布厚度的均匀性，同时通过改变转移辊的温度，可以稳定地控制涂布过程中浆料的粘度特性。然而，转移涂布在精度、质量和效率方面难以满足要求。首先，精度受到刮刀或辊筒制造精度的限制；其次，浆料暴露在空气中，很难保证浆料不受环境影响；最后，涂布间隙需要多次调试，且依赖经验方法，耗时耗力，降低了涂布效率。
1.4 狭缝挤压涂覆
狭缝挤压涂覆的工作原理如下图所示，在压力的作用下，预先混合好的浆料以一定的流量通过进料口进入模头，在压力的作用下，浆料被均匀地涂覆在箔材表面。
狭缝挤压涂布虽然结构复杂，但能够精确控制浆料的流动状态。模头是涂布的关键部件，主要由上模、垫片、下模组成。通过更换垫片，可以实现各种类型的涂布。同时，通过优化模头内腔的结构形状，可以控制模头内部浆料的流动状态和压力分布。垫片的结构形状不仅可以实现不同类型的涂布（多条纹涂布、间歇涂布），还可以提高浆料在出口处的均匀性。控制模头的角度可以提高涂布速度，提高涂布质量。通过控制影响涂布质量的各种因素，可以实现高精度涂布。
刮刀涂布和转移涂布虽然都能达到标准涂布，但难以达到高精度、高效率、高质量的涂布要求。首先，精度受限于模头或滚筒的制造精度；其次，浆料暴露在空气中，难以保证浆料不受环境影响；第三，涂布间隙需要多次调试，且依赖经验方法，耗时耗力，降低涂布效率。这两种涂布方式对浆料性质（固含量、粘度）、涂布速度、涂布厚度等的适应范围均有限，传统的涂布方式已不再适合目前的市场需求。狭缝挤压涂布以其高效、高质量，在电池制造行业得到广泛应用。
与前三种涂敷方式相比，狭缝挤压涂敷具有涂敷精度高、适用范围广、涂敷效率高、可实现自动化生产等特点。首先，挤压涂敷是一种先进的预定量涂敷技术，根据给定的进料速度、涂敷宽度、涂敷间隙和箔速度，可以更准确地估算涂敷量。由于是在密闭环境中涂敷，对浆料的粘度特性影响较小，可实现浆料粘度范围较广的涂敷。通过改变垫片的宽度和厚度，可以实现不同宽度和厚度的涂敷。同时，改变垫片结构可以实现不同类型的涂敷，例如双条纹涂敷、间歇涂敷等。在涂敷效率方面也具有较大优势，可实现双面涂敷，箔片的两面同时涂敷和干燥。与单面涂敷相比，双面涂敷生产效率高，生产空间利用率高，可以保证电极涂层的一致性和均匀性。最后，可以实现自动化生产。通过检测设备反馈给闭环模头的检测信号（面密度、厚度），可自动调整涂布参数（涂布速度、涂布间隙），精确控制涂布过程，实现24小时不间断涂布，大大提高生产效率，降低生产成本。
在当前新能源电池行业快速发展的趋势下，狭缝挤压涂布能够很好地满足电池厂商的需求。首先，在涂布效率方面，大部分厂商采用狭缝挤压同时进行双面涂布，最高涂布速度可达120m/min，并且还能实现高固含量、高粘度浆料的涂布。狭缝挤压涂布不仅速度快，而且适用范围广，满足了当前新能源电池制造业发展的需求。
在电池制造行业智能化、精准化、高效的发展趋势下，狭缝挤压涂布技术的不断改进和应用，为行业发展提供了可靠的支撑。如何优化狭缝挤压涂布的结构参数和工艺参数是企业亟待解决的问题。目前，借助工艺仿真，利用数值模拟对结构和工艺参数进行优化，探究各种因素对涂布效率和质量的影响，以减少因反复试验而产生的生产成本，达到指导生产的目的。
手工涂层（实验室研究）
转移涂层（实验室）
狭缝式涂布机