锂电极片涂布 · 搅拌罐到涂布头之间

浆料供应系统

浆料供料系统把搅拌好的正极或负极浆料经储罐、真空脱泡、除铁过滤和缓存罐,用计量泵稳定地送到涂布头,决定浆料到模头时是否均匀、无气泡、无铁杂质。

覆盖锂电池极片涂布线上从搅拌罐出料到涂布头入口这一段:各级罐的作用、计量泵的流量与精度怎么换算、磁棒除铁和筛网怎么配,从 4 L 实验室供料机到量产线都适用;涂布模头本身和烘箱另有页面。

浆料供应系统应用场景
示意图:洁净车间内一套不锈钢供料装置,带电机的搅拌罐、立式过滤筒和小型缓存罐通过软管和卡箍管路相连,右侧接涂布机,操作人员正在调整管路阀门。

浆料从搅拌罐到涂布头要经过什么

产品作用

在锂电池极片生产里,浆料供料系统(也叫浆料供应系统、涂布供料系统)承接搅拌工序做好的电极浆料,负责储存、慢速搅拌防沉降、真空脱泡、除铁过滤,再按涂布速度定量送进涂布头。NETZSCH 在其锂电行业样本中给出的流程是:原料泵入搅拌罐,高速搅拌后泵入储罐,在真空罐中脱泡,再经缓存罐送到涂布机。[1] 实验室级的设备会把这些环节压缩到一台机上,例如 MTI 的 MSK-156 带 4 L 密闭储料罐、慢速搅拌和螺杆泵,专配该厂的卷对卷涂布机。[2]

工作原理

供料末端多用螺杆泵(单螺杆、渐进式容腔泵)计量:转子在弹性定子里转动,形成连续移动的封闭腔,流量与转速成正比,所以改转速就能改流量,输送剪切小、脉动低,适合中高粘度浆料。[1] NETZSCH 的布置是一台 NEMO Mini 泵把浆料补进缓存罐,再由若干台伺服驱动的 NEMO 计量泵从缓存罐抽料送往涂布机,各泵流量可以单独调,也可以由集中控制同时调整。[1] 进入计量泵之前,浆料先流过永磁磁棒吸附铁性杂质,再过筛网截留大颗粒。[3]

供料线上的六类部件

按浆料流动方向排列。分配歧管位于涂布头内,列在这里是因为它是供料系统的交接终点。材质一栏凡写了型号的,都是该型号厂家公布的配置;量产线的材质按所用溶剂(NMP 或水系)在合同中写明。

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部件作用材料与配置
储罐、真空脱泡罐与缓存罐储罐接收搅拌罐出料并保持慢速搅拌;真空罐在负压下脱除浆料中的气泡;缓存罐紧挨计量泵,给涂布机提供稳定的进料液位。[1] 实验室机型把储料和缓存合并为一个罐,MSK-156 的储料罐为 4 L、气动密闭。[2]MSK-156 储料罐为 304 不锈钢;[2] MSK-FT02 除铁装置的容器同为 304 不锈钢。[3] 量产罐体材质按溶剂体系和洁净要求在合同中指定。
罐内搅拌器在储罐和缓存罐中低速搅动,防止活性物质沉降、保持粘度一致;这里的搅拌只为保持均匀,分散工作在前道搅拌机里完成。MSK-156 的搅拌转速最高 27 r/min。[2]接液部分与罐体同材质;用于 NMP 浆料时,轴封和密封圈要选耐 NMP 的材料,MSK-156 整机标明可用于 NMP。[2]
计量泵(螺杆泵)按涂布速度和湿膜厚度定量供料。NETZSCH NEMO 系列流量与转速成正比,精度最高 ±0.5%;NEMO 计量泵 5–50 mL/min、±0.5%,伺服电机驱动;NEMO Mini 泵 0–2 m³/h、0–24 bar,用于补料和涂布进料。[1] MSK-156 的螺杆泵供料速度 5.2–186 mL/min 可调。[2]NETZSCH:转子和接液件为双相不锈钢,特殊工况可用陶瓷转子;定子可选 PTFE 等耐锂电浆料腐蚀的弹性体;转子与定子间采用柔性连杆,免去需要润滑的万向节。[1] MSK-156:定子 EPDM,转子 SUS316。[2]
分配歧管(涂布头入口)属于涂布模头内部的流道,把供料管送来的浆料沿涂布宽度展开。供料系统交付的是进入歧管前的流量和压力;多条涂布道或多个涂布头时,NETZSCH 的做法是每路配一台计量泵,由集中控制统一调流量。[1]随涂布模头由模头制造商确定;供料侧只需在接口处匹配管径和卡箍规格。
控制系统按涂布机线速度和设定面密度调节各计量泵转速,并控制补料、搅拌和液位。NETZSCH 的多泵集中控制可以逐台手动调整,也可以同时改变全部泵的流量;Mini 泵可配伺服电机和变频器。[1]电气元件与控制柜;NETZSCH 电机外壳可选铝制以便清洁和防腐,溶剂环境可按用户要求配防爆电机。[1]
浆料管路与快装接头连接各罐、除铁过滤器、计量泵和涂布头。NETZSCH 泵的进出口采用卫生级卡箍(Tri-clamp)接头,便于拆装和检查。[1] MSK-156 采用耐腐蚀管路,标明可通酸性和碱性浆料。[2]管材和软管内衬按溶剂选定,NMP 体系须与 NMP 兼容;接头可用不锈钢卫生级卡箍。[1][2]

泵、罐、过滤器的公开规格与按工况定的项目

下表能对应到具体型号的,写的是该厂公开的数值和适用对象;量产线的数值由浆料、涂布宽度和车速决定,这几项在表中写成下单时要给出的条件。

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参数资料与范围选型含义
供料流量MTI MSK-156:5.2–186 mL/min 可调;[2] NETZSCH NEMO 计量泵:5–50 mL/min;NEMO Mini 泵:0–2 m³/h。[1]所需流量 ≈ 涂布宽度 × 线速度 × 湿膜厚度 × 涂布面数(双面同时涂时乘 2)。例:宽 300 mm、1 m/min、湿膜 200 μm,单面约 60 mL/min,落在 MSK-156 的范围内,略超出单台 NEMO 计量泵上限。
计量精度NETZSCH NEMO 系列最高 ±0.5%,NEMO 计量泵标称 ±0.5%。[1]精度直接影响极片面密度的一致性;比较时要问清是在什么粘度、转速和背压下测得的。
可输送浆料粘度NETZSCH NEMO 系列整体最高 3,000,000 cP;[1] MTI MSK-FT02 除铁过滤装置可过粘度 ≤15,000 cP 的浆料。[3]按实际浆料的粘度和固含量选泵和过滤器;整条线的瓶颈常在磁棒和筛网,粘度高时要核对过滤器允许的粘度。
工作压力NETZSCH NEMO 系列 0–7.2 MPa(0–72 bar);NEMO Mini 泵 0–2.4 MPa(0–24 bar)。[1] MSK-156 另需 0.5–0.8 MPa 压缩空气,用于气动密封储罐。[2]泵的出口压力按管路长度、过滤器压降和模头背压确定;压缩空气压力属于公用工程条件,要和浆料压力分开写。
使用环境与浆料温度按车间环境温度、湿度和浆料要求的温度范围给出;MSK-FT02 标明适用湿度 0–90%RH。[3]浆料温度变化会改变粘度并影响溶剂挥发,要求控温时,在下单条件中写明罐体是否需要夹套和控温范围。
供电MSK-156:单相 AC 220 V ±10%,最大 500 W;[2] MSK-FT02:输入 110–240 V AC,经适配器输出 24 V DC,功率 60 W。[3]量产线按泵和搅拌电机总功率配三相或单相电源,由供货方给出装机功率;NMP 区域按防爆要求选电机。[1]
防护与防爆按安装区域给出:NMP 溶剂区按当地防爆分区选防爆电机,NETZSCH 可按用户要求配防爆电机;[1] 外壳防护等级按清洗方式在合同中写明。水系负极浆料和 NMP 正极浆料所在区域的要求往往不同,同一条线两种浆料共用时按要求高的一侧配置。
接液件材质NETZSCH NEMO:转子和接液件为双相不锈钢,可选陶瓷转子,定子可选 PTFE 等弹性体,接液件之间没有金属对金属接触;[1] MSK-156:储罐 304 不锈钢、转子 SUS316、定子 EPDM;[2] MSK-FT02:容器 304 不锈钢。[3]选材看两点:耐所用溶剂,以及运转中会不会磨出金属屑进入浆料。电池浆料对金属异物敏感,NETZSCH 因此用柔性连杆取代万向节,以免万向节磨损后金属屑和润滑脂漏进浆料。[1]
设备重量MSK-156 整机 35 kg;[2] MSK-FT02 运输重量 130 lb(约 59 kg,含包装)。[3]量产系统的重量随罐容积、泵数量和框架而定,由供货方按配置给出,用于核对楼板承重和吊装。
外形尺寸(长×宽×高)MSK-156:920 × 230 × 830 mm,上盖抬起时高 950 mm;[2] MSK-FT02:500 × 300 × 850 mm。[3]量产线按罐数、泵数和与涂布机的相对位置布置;要留出磁棒抽出清洁和定子更换的操作空间。

先算涂布机要多少浆料,再挑泵

供料泵的流量来自涂布工艺:涂布宽度乘线速度再乘湿膜厚度,双面同时涂布或多条涂布道时再乘相应倍数。以宽 300 mm、车速 1 m/min、湿膜 200 μm 为例:0.3 m × 1 m/min × 0.0002 m = 0.00006 m³/min,即约 60 mL/min。这组数值只用来演示算法,实际宽度、车速和湿膜厚度以涂布工艺单为准。

算出流量后,再按调速范围留余量:车速从穿带低速升到正常速度时,泵要在低转速下也保持计量精度。下表是几种公开了规格的供料泵和供料机。

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型号流量压力精度说明
NETZSCH NEMO 系列0.012 L/h–150 m³/h [1]0–72 bar [1]最高 ±0.5% [1]粘度最高 3,000,000 cP,整个系列的范围 [1]
NETZSCH NEMO Mini 泵0–2 m³/h [1]0–24 bar [1]样本未标 [1]可配伺服电机和变频器,用于补料和涂布进料 [1]
NETZSCH NEMO 计量泵5–50 mL/min [1]样本未标 [1]±0.5% [1]伺服驱动,多台泵可集中控制 [1]
MTI MSK-156 供料机5.2–186 mL/min 可调 [2]样本未标 [2]样本未标 [2]4 L 储罐、搅拌最高 27 r/min,配 MSK-AFA-DS300 卷对卷涂布机 [2]

储罐、真空脱泡、缓存罐:每一级管什么

搅拌机出来的浆料通常先进储罐,在慢速搅拌下等待涂布;气泡会在极片上留下针孔或漏涂,所以要在真空罐里脱泡。NETZSCH 指出其螺杆泵可反转,能在真空容器上工作,把浆料中的气泡抽除。[1]

缓存罐放在计量泵前面,作用是把上游补料的波动和涂布进料隔开:上游 Mini 泵间歇补料,下游计量泵从缓存罐稳定抽料。[1] 实验室机型通常只有一个罐,MSK-156 用压缩空气使储罐保持密闭,罐内低速搅拌后直接接螺杆泵。[2]

磁棒除铁加筛网:磁场强度、目数和磁棒清洁

电池浆料中的铁性杂质会影响电芯性能,所以在涂布前设除铁工序。厦门君鸣科技在欧洲专利申请 EP 4 427 845 A1 中说明,常见做法是把磁棒插入浆料吸附磁性杂质,再取出磁棒清除杂质。[4]

MTI 的 MSK-FT02 是面向涂布前浆料的磁性除铁过滤装置:浆料先流过一组强永磁磁棒,再过筛网。该机处理容量 5 L,磁场强度 8000 Gs,除铁磁场 8000–10000 Gs,标配 80、100、120 目三张筛网,另可按需提供 150、200、250、325 目,允许浆料粘度 ≤15,000 cP。[3]

磁棒吸满杂质后要清洁。上述专利申请指出手工清洁费时费力,还有被浆料腐蚀和被磁棒夹手的风险;其设备把磁棒组件从串在浆料流道上的除铁筒中提起,移到清洁工位,由驱动的刮擦机构夹住磁棒外圆、沿磁棒移动刮下杂质,下方的收集件接住杂质。[4] 量产线订除铁装置时,把磁棒表面磁场强度、磁棒后面的筛网目数、可通过的最高粘度和清洁方式一起写进技术要求。

沿着浆料走一遍:每一段要交给供货方的工况

下表把整条供料线要提供的条件和要对方给出的数据放在一起;询价时逐段填写,几家报价才能在同一工况下比较。

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环节采购方提供请供货方给出
浆料正极或负极;溶剂(NMP 或水);固含量;粘度及测试条件接液件与密封件材质清单,以及与该溶剂的兼容说明
储罐与脱泡单批浆料量、储存时间、是否要求真空脱泡和控温罐容积、搅拌转速、真空度、罐体材质
缓存与计量涂布宽度、车速范围、湿膜厚度、涂布道数在上述粘度下的流量范围、计量精度及测试条件、泵的密封形式
除铁过滤对磁性异物的控制要求磁棒表面磁场强度、筛网目数、允许粘度、磁棒清洁方式
接口与控制涂布机品牌型号、控制信号、安装区域的防爆分区通讯接口、电机防爆等级、装机功率、外形尺寸和重量

关联的应用系统与部件

以下入口来自产品关系,用于继续查阅;具体机型的装配和兼容性仍需对应型号资料。

应用系统

关联部件

资料来源与适用范围

核对日期:2026-10-17。规格均摘自厂家 2026-10-17 可打开的样本和产品页,NETZSCH 的数值包含整个 NEMO 系列的范围,具体泵型以报价单为准;流量算例中的宽度、车速和湿膜厚度为演示用假设值。

  1. NETZSCH Pumps USA:Application of NETZSCH Products in Lithium Battery Manufacturing Industry(NPA 401 锂电行业样本,PDF 8 页)第 2–6 页:NEMO 系列流量、压力、粘度和精度,接液件材质与柔性连杆、卡箍接头、防爆电机选项,搅拌—储存—真空脱泡—缓存—涂布流程,Mini 泵与计量泵参数及多泵集中控制;用于定义、原理、部件、参数和流量表。
  2. MTI Corporation:MSK-156 4 L 螺杆泵精密浆料供料机(卷对卷狭缝涂布用)供料速度 5.2–186 mL/min、4 L 304 不锈钢密闭储罐、搅拌最高 27 r/min、EPDM 定子与 SUS316 转子、AC 220 V 500 W、0.5–0.8 MPa 压缩空气、外形 920×230×830 mm、35 kg;用于实验室供料实例和多项参数。
  3. MTI Corporation:MSK-FT02 电极浆料磁性除铁过滤装置(5 L)磁棒加筛网的除铁过滤结构、8000–10000 Gs、80/100/120 目筛网及可选目数、粘度 ≤15,000 cP、304 不锈钢容器、供电与外形;用于除铁小节和参数。
  4. EP 4 427 845 A1 自动清洁除铁设备(申请人:厦门君鸣科技有限公司,2024-09-11 公布)背景部分对电池浆料除铁和手工清洁磁棒风险的描述,摘要中的除铁筒、磁棒、刮擦机构与收集件结构;用于除铁小节。

浆料供应系统相关厂家

比较厂家官网列出的产品系列,在本页查看资料、准备采购需求。

0 家 · 产品来源可查

采购需求由 CNFX 接收处理。厂家认领标识与产品资料来源分别展示;具体型号、供货及交期以双方确认为准。

常见问题

涂布机配多大流量的供料泵?

按涂布宽度 × 车速 × 湿膜厚度计算,双面或多道时再乘倍数。宽 300 mm、1 m/min、湿膜 200 μm 时约 60 mL/min。MTI MSK-156 供料机为 5.2–186 mL/min,NETZSCH NEMO 计量泵为 5–50 mL/min、±0.5%,量产补料可用 0–2 m³/h 的 NEMO Mini 泵(来源1、来源2)。

锂电浆料除铁用多少高斯的磁棒?

MTI MSK-FT02 的除铁磁场为 8000–10000 Gs,磁棒后接 80、100、120 目筛网,最高可选 325 目,适用粘度 ≤15,000 cP(来源3)。量产线还要考虑磁棒在线清洁,厦门君鸣科技的专利申请描述了自动提起磁棒并刮除杂质的结构(来源4)。

为什么锂电浆料泵强调柔性连杆和无金属接触?

电池对金属异物敏感。NETZSCH 的锂电用螺杆泵接液件之间没有金属对金属接触,转子与驱动轴之间用柔性连杆取代万向节,避免万向节护套破裂漏出润滑脂,或万向节磨损后金属屑进入浆料(来源1)。

实验室小线和量产线的供料系统有什么区别?

实验室常用一体机,例如 MSK-156 把 4 L 密闭储罐、慢速搅拌和螺杆泵装在一台约 35 kg 的设备上(来源2)。量产线把储罐、真空脱泡罐、缓存罐和多台计量泵分开设置,由补料泵向缓存罐供料,计量泵集中控制(来源1)。

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