摊煎饼能不能把煎饼做得特别薄，什么情况下容易产生摊煎饼的漏涂等缺陷？答案是有一个操作窗口。涂布操作窗口就是，在涂膜品质可接受的前提下，包括进料速度、真空压力、基材间隙、浆料黏度和表面张力等工艺参数能够调整的范围，在涂布操作窗口中的流体处于稳态流动状态，当工艺参数超出操作窗口的范围时，就可能会导致涂层出现气泡、横条道、竖条道纹、收缩和条纹等缺陷。

原宁德时代涂布技术专家刘玉青在其化学工业出版社即将出版的《锂电工艺密码：揭秘粉体与流体的微观世界》一书中，对涂布液珠(简称涂珠)所受的六种作用力所受的静压力、拖曳力、阻尼力、毛细管力、抽真空力、重力六种作用力进行了总结，并且对影响各种力的工艺参数绘制成一张表格如表1所示。由于本理论属于刘玉青个人对国内外涂布所有文献的归纳总结，并且创新性的把阻尼力从泊肃叶方程中单独提炼出来作为受力分析的依据(忽略阻尼力会导致涂珠经常无法受力平衡的情况) ，于今年11月6日在2024涂布产业高质量发展论坛上首次发表，在征求了国内涂布行业相关专家意见后，其特别申请命名为“刘玉青涂珠六力模型”或者“涂珠六力模型”，具体命名方式欢迎读者在评论区留言。该模型可以轻松地对各种坐标下的涂布操作窗口和涂布问题进行分析，迅速找出调整涂布操作窗口的相应方法。

注：由于涂布过程中的各种力学现象交叉且格外复杂，表1中空白地方并不意味着就不存在相关关系，而是不存在直接相关关系或相关关系需要条件判断并不明显。

首先，表1中的六种作用力在从涂布模头腔体挤出的左右两侧都存在受力平衡，左右两侧的阻尼力作用方向相反，而表面张力的作用方向则依赖两侧弯月面的凹向形状。当涂布发生浆料滴落、空气卷入等问题时，我们可以首先分析涂珠两侧的受力平衡情况，分析作用力方向和合力情况可以参考图1绘制的各种作用力方向。

根据“刘玉青涂珠六力模型”，当出现涂布问题时，根据静压力和拖曳力不平衡时的不同表现，可以得出“推力”和“拉力”哪个其主导作用。然后根据涂布现场条件(例如涂布速度降低是否会影响后续工序产能)，分析是采用对“推力”和“拉力”直接进行平衡，还是加强表面张力和阻尼力的缓冲作用，抑或是通过重力和抽真空力的调节来施加平衡作用。确认好相关策略后，可以从表1中依据相关工艺参数对各种作用力的影响，寻找对应的工艺参数进行调整以便使涂珠受力稳定性增强。例如静压力“推力”小于拖曳力“拉力”导致涂珠不稳定时，我们可以减小上下唇间隙以增强静压力使涂珠更容易平衡稳定。

图1“刘玉青涂珠六力模型”各种作用力的受力方向

为了表征毛细管力的大小，我们可以用其与拖曳力的比值(即毛细管数Ca)进行无量纲化表征。

(1)式1中毛细管数的流体运动速率，在涂布时可以用基材拖曳浆料的速度(涂布速度)来代表。除了毛细管数，其他常用来表征操作窗口的无量纲数还包括基材间隙与湿膜厚度的比值等。

很多论文和网络帖子用毛细管数和间隙比两个无量纲数分别做出横坐标和纵坐标，做图绘制出一个适合涂布的操作窗口形状，如图2所示。其本质阻尼力和表面张力这两个受力平衡的缓冲作用都不能太小，如果因间隙比增大导致阻尼力减小，那么毛细管数必须很小表面张力才能变得很大，如果毛细管数也很大而表面张力很小，那么涂珠的推力与拉力平衡就必须非常精准，这个在实际涂布工作中很难实现的。

图2间隙比与毛细管数坐标轴构成的涂布操作窗口

其他常用来表征操作窗口的横坐标和纵坐标还可以是影响“刘玉青涂珠六力模型”的其他因素，包括表面张力、腔压、上下唇间隙、涂布速度、模唇厚度、浆料流量、湿膜厚度、基材间隙等，每个因素都会对“刘玉青涂珠六力模型”产生一定的平衡性影响，如果一些因素明显过大或过小会导致涂珠受力平衡很难适应极限挑战，所以可以绘制出一些可以稳定涂布的区域并进行实验验证，这些区域可以称为不同坐标轴表征的涂布操作窗口，分别如图3和图4所示。

图3所示的涂布操作窗口用“刘玉青涂珠六力模型”可以解释为：湿膜厚度越大，所产生的泊肃叶“推力”越大，其超过库埃特“拉力”作用时即会把涂珠“挤爆”，产生浆料滴落问题；而湿膜厚度越小，所产生的泊肃叶“推力”越小，库埃特“拉力”作用相对于“推力”越大时即会把涂珠“拉断”，产生气泡夹带问题。而较小的毛细管数(即较大的表面张力)可以拓宽“推力”与“拉力”不一致时的涂布操作窗口。

图4 浆料流量与涂布速度坐标轴构成的涂布操作窗口