随着新能源汽车的迅速发展,对其核心动力部件即动力锂离子电池的要求越来越严苛,其构成部分中单体电芯的一致性差、制造精度低是目前技术研究的瓶颈。目前绝大多数研究都集中在电池材料性能以及电池管理系统方面,而在电池极片的精密制造方面尤其是理论部分研究甚少。极片制造作为锂离子电池生产过程的首道工序,深入研究工序中浆料制备和涂布对极片一致性的影响,旨在为其精密制造设备提供理论支撑,为提高电池极片一致性提供理论依据,以指导实际生产,提高电池产品质量。本文研究主要采用有限元仿真和实验研究两种方法。首先,对浆料的流体特性和搅拌器原理进行说明,通过MATLAB软件对双行星搅拌器进行了运动学分析;其次,基于高粘度浆料混合特性和双行星搅拌机理,采用Fluent软件对锂离子电池负极浆料在搅拌罐内的流场分布情况进行固液两相混合三维模拟,分析流场的速度,固相体积浓度等分布情况;并对浆料狭缝式挤压涂布过程的外流场进行了二维模拟;最后,通过真空搅拌机对锂离子电池负极浆料进行搅拌混合实验,并考察不同工艺参数对混合浆料的粘度、固含量以及极片表面形貌的影响。研究结果表明:搅拌桨自转速度与公转速度的比值C为自然数且值越大,或者自转半径与公转半径的比值S越大,桨上动点的运动轨迹交叉性和密度分布越大,更有利于浆料的混合与剪切且能有效消除“死角”;选取搅拌桨转速比C为不循环小数,可在一样的搅拌时间内增加动点运动轨迹的交叉性和密度分布;双行星螺杆式搅拌器的多层螺旋叶片结构对浆料的混合更加快速高效,且搅拌桨自转速度越高混合时间越短,公转速度形成的大循环具有大范围混合浆料的效果即可减弱搅拌“死角”。对于锂离子电池浆料的狭缝式挤压涂布,基材移动速度较低或模头出口速度过高时锂离子电池浆料在涂布头边缘积聚,涂层厚度很大且不易稳定;若基材移动速度较高或模头出口速度过低则易导致空气卷入涂覆浆料与基底之间,甚而使涂层发生断裂。对于密度和固含量一定的浆料,涂布速度、挤压出口速度以及涂布宽度一样时,涂层的涂布量是一样的,涂层湿厚一样。通过实验研究证明了双行星搅拌设备因其行星系统的搅拌原理而产生的剪切、摩擦、撞击等作用使锂离子电池浆料固体颗粒分布更加均一稳定,与传统单轴搅拌工艺相比,不仅提高了锂电池浆料的混合分散品质,还大大缩短了混合时间,提高了生产效率。本文研究结果可为技术研究和现场生产提供参考依据。