大家好！我是不言，这是我的第177篇原创文章。 今天来聊一聊锂离子电池负极涂布车间的湿度控制。

在实际的操作中，负极涂布车间（水系石墨）的环境一般分为两个部分进行控制，也就是：涂布机头（A面涂布）相对湿度≤20%，而涂布机尾（B面涂布）≤60%。

为什么涂布区的A涂和B涂湿度可以分开管控呢？

双面**((20240519221057-4yn1850 "涂布"))的标准流程：A面和B面指的是铜箔（集流体）的两个相对面。在涂布过程中，先涂其中一面（例如A面），烘干后，再翻转涂布另一面（B面）** 。

A面涂布区要求超低湿度（<20%）而B面涂布区要求相对宽松（<60%）的核心原因依然是防止铜箔氧化，但关键在于铜箔在涂布过程中的暴露状态和时间窗口。

1. 铜箔氧化敏感性的动态防护机制

1.1 A面涂布（铜箔完全裸露）

铜箔完全裸露：  当铜箔从放卷处进入A面涂布区时，两面都是完全裸露的纯铜箔。

暴露时间长：  从放卷到经过涂布模头完成A面涂布，铜箔（尤其是即将被涂布的那一面以及其背面）暴露在环境空气中的时间相对较长。这个区域涵盖了整个涂布前的路径。

氧化风险最高：  在这个阶段，铜箔的两面都完全暴露在空气（氧气和水分）中。水分是铜箔氧化的重要催化剂。低湿度（<20%）是最大限度抑制铜箔在涂布前和涂布过程中发生氧化反应的最有效手段。如果湿度高，即使只有几分钟的暴露，也可能在铜箔表面形成有害的氧化层。

氧化后果：氧化层增加界面电阻，且氧化层剥离会导致活性物质脱落。

控制逻辑：≤20%RH将水分子吸附量控制在临界值以下（铜箔氧化速率在20%RH以下呈指数下降）。

1.2 B面涂布（A面已干燥成膜）

A面涂层已形成保护：  在进入B面涂布区之前，铜箔已经完成了A面的涂布和彻底烘干。这意味着铜箔的A面已经被一层干燥、致密的负极材料（石墨等）涂层完全覆盖和保护起来。

仅B面铜箔暴露：  此时，需要涂布的B面（另一面）仍然是裸露的铜箔。

暴露时间短：  关键点在于，从A面烘箱出口出来，到经过翻转（如果需要）或直接进入B面涂布模头完成涂布，B面铜箔暴露在环境空气中的时间窗口非常短。通常这个路径被设计得尽可能短，只有几秒到十几秒（铜箔仅单面短暂暴露约10-30秒）。且浆料覆盖可终止氧化进程。

氧化风险较低：  虽然B面铜箔在涂布前仍是裸露的，但由于暴露时间极短，即使环境湿度稍高（<60%），在这么短的时间内形成的氧化层通常不足以达到对电池性能产生显著危害的程度（如大幅增加界面电阻）。A面涂层已经保护了另一面。

控制逻辑：≤60%RH足以防止短时暴露导致的铜箔氧化（氧化增重＜0.1μg/cm²）。

2. 工艺效率与成本优化

A面严控湿度：

需建造局部超低湿环境（如密闭涂布头隔离舱），设备投资成本高（约￥200万/台）。深度除湿能耗大（转轮除湿机在20%RH工况下功耗比60%RH高3.2倍）。

B面适度放宽：

车间整体维持≤60%RH即可满足要求，无需额外隔离设施。成本效益：B面湿度放宽使涂布车间总能耗降低37%。

3. 浆料行为差异

A面浆料：

直接接触铜箔，水分若渗入界面会削弱粘结剂（CMC/SBR）与铜箔的氢键结合力，导致剥离力下降＞15%。

B面浆料：

涂布在铜箔背面，水分对“铜箔-浆料”界面的影响被干燥工艺补偿（后续烘干可修复）。

4. 疑问延伸：为何正极涂布无需区分AB面湿度？

正极铝箔天生耐氧化（表面AlO钝化膜），但需全程≤20%RH以防止NMP溶剂水解：

水解产物甲酸会腐蚀铝箔，故正极AB面均需严格控湿。

除此之外，正极浆料对水分敏感，也需要严控湿度。

5. 结论

A面涂布区（<20% RH）：  此时铜箔两面完全裸露且暴露时间长，氧化风险极高。必须使用超低湿度（深度除湿）严格抑制铜箔在涂布前和涂布过程中的氧化。B面涂布区（<60% RH）：  此时仅B面铜箔裸露且暴露时间极短（几秒到十几秒），同时面已有涂层保护。在短时间暴露下，常规低湿度（<60% RH）足以将氧化风险控制在可接受水平。这主要是为了保证B面浆料和涂层质量，并兼顾工艺经济性（避免为短路径、短时间暴露投入昂贵的深度除湿）。

简言之：A面涂布时铜箔双面裸、暴露久，必须严防死守（<20%）；B面涂布时仅单面裸、暴露短，可以适度放宽（<60%）以平衡成本和质量。此设计体现“关键风险点精准防控，非关键环节合理降本”的工艺智慧。

以上内容均为本人日常工作，交流，阅读文献所得，由于本人能力有限，文中阐述观点难免会有疏漏，欢迎业内同仁积极交流，共同进步！

参考资料：

1.储能锂离子电池工厂规划设计工艺要点，徐先华

2.动力锂离子电池制备工艺对一致性影响研究，罗雨

3.先进储能电池智能制造技术与装备，阳如坤

       原文标题 : 负极涂布湿度管控：为何A面≤20%而B面≤60%？