锂电池涂布干燥研究：荧光监测与石墨涂层收缩

"石墨涂层干燥过程的荧光发光-基于深度图像和骨骼数据的人体动作识别" 本文主要探讨了石墨涂层在干燥过程中的荧光发光现象及其对锂电池极片涂布干燥的影响。石墨涂层在电极制备中扮演重要角色，其干燥过程直接影响电池的性能和制造成本。 首先，涂层的结合强度是衡量其质量的重要指标，通常使用90°玻璃试验机进行测量。而涂层的孔隙率则是通过面密度（Ms）和涂层中固体的平均密度（ρs）及干厚（dfilm）计算得出，公式为ε=(Ms*dfilm)/(ρs*1000)。孔隙率在电极干燥过程中起着关键作用，它决定了电极的微观结构和性能。 研究中，以小颗粒石墨涂层为例，随着干燥时间的增加，溶剂量逐渐减少，涂层的荧光强度也随之降低，最终干燥涂层几乎不再发光。这一现象可能是由于溶剂蒸发导致涂层结构的变化，荧光物质被包裹或固定在固体结构中，减少了发光。 锂电池的极片涂层是由颗粒组成的，包含聚合物粘结剂、分散剂和导电剂等成分。在干燥过程中，溶剂的蒸发会导致涂层收缩，形成多孔结构。毛细管力在三相界面上的作用影响了电极微结构，特别是半月形液相的蒸发固化。涂层收缩过程中，添加剂如粘结剂可能发生迁移，可能导致粘结剂在涂层中的分布不均，影响电极的结合强度和电化学性能。 快速干燥可能会导致粘结剂在涂层表面过度集中，而较慢的干燥速度则有助于粘结剂更均匀地分布。粘结剂的不均匀分布会降低涂层与集流体之间的结合强度，增加电池的内阻，恶化倍率性能。因此，优化干燥条件对于控制电极质量至关重要。 为了深入理解干燥过程，研究人员利用一种实验装置，通过荧光增白剂来监测涂层中溶剂的蒸发和孔隙形成。在UV-A紫外线照射下，液相发出蓝光，通过图像处理可以追踪液体含量的变化和孔隙形成。同时，二维激光位移传感器用于测量湿涂层的厚度，提供实时的干燥进程数据。 实验结果揭示了液相去除的动态过程，为提高干燥效率提供了理论依据。为了满足电池工业对提高干燥速度、降低成本的需求，开发多区域干燥模型成为可能，这需要更深入地研究电极干燥的非线性过程。 文章通过深入研究石墨涂层的干燥过程，特别是其荧光变化，揭示了涂层干燥对锂电池性能的影响，为优化电极制造工艺提供了新的视角和方法。