影响锂电池极片辊压一致性的因素
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极片涂布完成后需要对其进行辊压，极片辊压的目的主要有以下几点： 保证极片表面光滑和平整，防止涂层表面的毛刺刺穿隔膜引发短路； 对极片涂层材料进行压实，降低极片的体积，以提高电池的能量密度； 使活性物质、导电剂颗粒接触更加紧密，提高电子导电率； 增强涂层材料与集流体的结合强度，减少电池极片在循环过程中掉粉情况的发生，提高电池的循环寿命和安全性能。 生产过程中要求辊压后的极片一致性越高越好，表现为表面平整、色泽一致、无暗斑、横向厚度、纵向厚度一致性高、厚度反弹小、褶皱少、无裂边等。通常，极片的外观目测判断即可，纵向横向厚度由千分尺测量或者辊压机配备厚度测量装置测量，也有的公司通过计算压实密度来判断一致性。那么影响极片辊压质量的因素有哪些呢？ 一、极片本身 1.极片缺陷 极片缺陷主要指涂布带来的缺陷，涂布常会出现的缺陷有厚边、带料、漏箔、暗斑、异物、面密度一致性差等等。辊压厚边极片时，由于边缘厚度高于中间极片厚度，边缘承受了较大的压力，极片会产生严重的翘曲，也就是常说的蛇形极片。蛇形极片所受张力分布不均匀，不利于分切、卷绕工艺的进行，从而影响良品率。带料和漏箔视极性和位置而定，负极漏箔要绝对避免，正极漏箔要有控制要求。暗斑和异物在经过辊压之后会彻底显现出来。面密度一致性差的极片在辊压后由于部分受力不均匀，多孔电极内部孔隙率也就不一致，影响到电解液的分布和充放电时的电流分布，对电池产品的内阻、容量一致性产生较大的影响。 2.材料性质 除了极片缺陷带来的影响外，影响辊压质量的另外一个因素是材料本身。正负极材料三元、钴酸锂、石墨、硅碳等都有各自的最大压实极限和力学性能，如果强行追求高能量密度，可能会对不同颗粒级配的原材料造成破坏，从而影响极片的压实一致性，所以要选择合理的轧制力。 二、辊压条件 辊压条件的变化也会影响极片辊压质量，条件变化包括工艺参数变动及设备带来的变化。辊压工艺中重要的参数有轧制力、间隙、张力控制以及辊压速度。轧制力和间隙控制了极片的厚度，微观上反应了原材料颗粒之间的接触形貌，张力和辊压速度影响着极片的外观。设备本身也会对辊压的效果产生很大影响，例如轧辊变形程度、磨损程度、辊子长径比、设备稳定性等等。这些因素的变化会改变轧辊与极片的接触状态，从而对极片的厚度一致性产生影响。 轧辊的变形是指轧辊因受辊压力和辊压力矩而引起的变形，它是影响电池极片沿宽度方向厚度一致性好坏的主要因素。辊压过程中，轧辊发生变形导致单位辊压力在极片表面分布不均匀。单位辊压力的不均匀分布，使得极片沿宽度方向各处的压下量不一致，最终影响到极片厚度的一致性。在一定范围内，轧辊变形越大，极片厚度一致性越差。 |
