一、涂布气泡对电芯性能的双重威胁

（一）显著降低电池核心性能

某锂电厂实测数据显示，当负极片气泡比例达到 40% 时，电池在 500 次循环后的容量保持率较无气泡电池下降 15% 以上，且放电平台明显衰减，说明气泡区域的锂离子嵌入 / 脱出效率显著降低，严重影响电池长期使用性能。

从微观角度来看，气泡在极片涂层中形成空洞，使得电子传导路径受阻。在充放电过程中，锂离子难以顺畅地在活性物质与电解液之间迁移 ，就好比道路上出现了许多坑洼，车辆（锂离子）通行变得困难，能耗增加，效率降低。

（二）埋下安全隐患

除了性能上的劣化，涂布气泡还为电芯埋下了安全隐患。气泡内部可能残留溶剂或空气，在电池充放电过程中，气泡区域因电阻异常易引发局部过热，长期循环可能导致负极析锂，形成枝晶刺穿隔膜，引发内部短路。某事故电池拆解发现，气泡密集区出现明显白色析锂层，周边碳层因锂离子嵌入不足呈暗灰色，验证了气泡是导致热失控和短路风险的重要诱因。

当电池快速充放电时，气泡处电阻产生的热量无法及时散发，就像一个不断升温的小热源。随着温度升高，负极材料中的锂开始以枝晶的形式析出，这些锂枝晶如同尖锐的针，不断生长，一旦刺穿隔膜，可能导致电池起火甚至爆炸。

二、涂布气泡的九大核心成因解析

（一）材料与浆料问题异物污染在锂电池生产的复杂流程中，一旦有粉尘、毛絮等杂质混入涂布液，就如同平静湖面投入石子，会激起层层 “涟漪”。这些异物会改变涂层表面张力，随着生产的进行，这些异物在涂层中 “捣乱”，烘干后在极片上留下了一个个圆形气泡痕迹。

浆料混合缺陷浆料混合是个精细活，搅拌不充分或未抽真空，空气就会混入其中，形成一个个微小的气泡 “隐患”。溶剂与粘结剂的润湿性也必须匹配，若两者 “不合拍”，就会像油和水难以相融一样，形成稳定的泡沫。曾经有一批次浆料，由于搅拌时间较正常缩短了 20 分钟，真空度也未达到标准要求，在涂布后，极片表面密密麻麻地出现了针孔状气泡，这些气泡虽小，但数量众多，导致该批次电芯容量一致性变差。

（二）工艺参数失控涂布烘箱不当干燥工艺是决定涂布质量的关键环节。烘干温度不足，溶剂就无法充分蒸发，如同潮湿的衣服未被彻底晒干，水分残留会在极片内形成气泡。风量不均同样是个 “大麻烦”，会使极片不同部位干燥程度不一致，导致局部溶剂残留。某厂在生产过程中发现，当干燥区温度维持在 80℃时，气泡率高达 5%。技术人员经过多次试验，将温度提升至 90℃后，溶剂蒸发更彻底，气泡率大幅降至 1.5%，这一数据有力地证明了溶剂蒸发不彻底是气泡产生的关键诱因。

涂布速度过快当涂布速度过快时，就像快速画画难以保证线条的均匀流畅一样，浆料没有足够的时间流平。在高速涂布过程中，空气被快速裹挟进浆料中，却无法及时排出，这些空气就会在涂层中形成一个个气泡。某动力电池产线在提速过程中发现，当涂布速度超过 60m/min 时，气泡不良率显著上升，从原本的 3% 左右攀升至 8%，严重影响了产品质量，这表明涂布速度过快会打破浆料流平和空气排出的平衡，从而引发气泡问题。

（三）环境与设备因素

如果洁净度不足，尘埃粒子超标，就如同舞台上布满灰尘，会严重影响 “演出效果”。设备密封不良，如涂布机料槽未加盖，也会让外界杂质有可乘之机。某厂曾经因为生产环境洁净度不达标，尘埃粒子频繁落入，导致气泡报废率居高不下，一度达到 10%。后来，该厂投入资金升级洁净车间等级至万级，同时对设备进行密封改造，给涂布机料槽加上了严密的盖子。经过这些措施，气泡报废率大幅下降 60%，有效提升了产品质量和生产效益，这充分显示了环境与设备因素对气泡控制的重要性。

三、全流程消泡措施：从源头到终端的精准控制

（一）材料与浆料优化优选适配体系正极涂布常用 NMP 作为溶剂，因其具有良好的溶解性和挥发性，能在合适温度下快速蒸发，确保极片干燥成型。而负极涂布采用水基溶剂，环保且成本低，同时能与负极材料良好兼容。为了有效消除气泡，可添加聚醚类消泡剂。在实际应用中，某锂电厂通过多次试验，确定了在 1000L 的正极浆料中添加 0.5 - 1L 聚醚类消泡剂较为合适。添加时需注意，消泡剂的用量需通过正交实验精确确定，用量过少难以发挥作用，用量过多则可能改变浆料的粘度，影响涂布效果，导致涂层厚度不均匀，进而影响电芯性能。

强化混合工艺采用真空搅拌技术，将真空度控制在≤ - 0.09MPa，能有效排除空气，避免气泡混入。例如某大型锂电生产企业，在合浆工序中使用真空搅拌机，在搅拌过程中，随着真空度的降低，浆料中的气泡逐渐被抽出，搅拌完成后，浆料的均匀性得到极大提升。此外，还可采用超声波分散技术，利用超声波的高频振动，使浆料中的颗粒均匀分散，进一步减少气泡的产生。搅拌完成后，让浆料静置脱泡 30 分钟以上，使微小气泡有足够时间逸出，最后用 100 目滤网过滤，去除可能存在的杂质，为后续涂布提供高质量的浆料 。

（二）工艺参数精细化调整干燥分段控制干燥工艺是防止气泡产生的关键环节，采用分段控制能有效解决溶剂蒸发不均的问题。将烘干过程分为预热、恒速干燥、降速干燥三个阶段。预热阶段将温度控制在 60 - 70℃，使极片缓慢升温，避免因快速升温导致溶剂瞬间沸腾产生气泡；恒速干燥阶段将温度提升至 80 - 90℃，此时溶剂大量蒸发，配合进风压力 0.3MPa，排风压力 0.4MPa 的风量梯度调节，确保溶剂能均匀地从极片表面挥发；降速干燥阶段温度降至 70 - 80℃，使极片缓慢冷却，进一步去除残留溶剂。

某锂电厂在优化干燥工艺后，气泡不良率从原来的 8% 降低至 3%，有效提升了产品质量。涂布参数匹配涂布速度和模头间隙的精准匹配对气泡控制和涂层质量至关重要。根据浆料粘度实时调整涂布速度，建议速度≤50m/min，这样能保证浆料有足够时间流平，避免因速度过快导致空气卷入。同时，精确控制模头间隙，误差控制在 ±1μm，确保涂层厚度均匀。通过在线测厚仪，如 β 射线测厚仪，实时监控涂层厚度，一旦发现厚度异常，及时调整涂布参数。某电池生产车间在安装在线测厚仪后，能够及时发现并纠正涂布过程中的厚度偏差，使涂层流平性达标，气泡产生概率大幅降低，产品一致性得到显著提升 。

（三）环境与设备管控洁净度升级生产环境的洁净度对涂布气泡有直接影响，合浆、涂布车间需维持万级洁净度。人员进入车间必须穿戴防尘服，佩戴无纤维手套，防止人体毛发、皮屑等污染物进入。物料通道与人员通道分离，减少交叉污染。采用自动投料设备，减少人工投料过程中的粉尘飞扬和人为污染。每班次对涂布机烘箱风道进行除尘，先用压缩空气吹扫，将风道内的灰尘吹出，再用吸尘器清理，确保风道清洁，避免灰尘在烘干过程中落入极片，引发气泡问题。

设备密封性改造设备的密封性是防止外界杂质进入浆料的重要防线。在料槽上方加装防尘罩，能有效阻挡空气中的尘埃粒子；涂布机进出口安装风帘，利用高速气流形成屏障，阻止外界污染物进入；烘箱出风口设置单向阀，防止外界污染倒灌。定期检查管道接口密封圈，建议每周一次，及时更换老化、损坏的密封圈，确保浆料在输送和涂布过程中不暴露在含尘环境中。某锂电厂通过这些设备密封性改造措施，有效降低了因外界污染导致的气泡不良率，提高了生产效率和产品质量 。

       原文标题 : 锂电常见异常实例分析---涂布气泡