鉅大LARGE | 點擊量:530次 | 2022年11月16日
影響鋰電池極片輥壓一致性有什么因素?
極片涂布完成后需要對其進行輥壓,極片輥壓的目的主要有以下幾點:
保證極片表面光滑和平整,防止涂層表面的毛刺刺穿隔膜引發(fā)短路;
對極片涂層材料進行壓實,降低極片的體積,以提高電池的能量密度;
使活性物質(zhì)、導(dǎo)電劑顆粒接觸更加緊密,提高電子導(dǎo)電率;
增強涂層材料與集流體的結(jié)合強度,減少電池極片在循環(huán)過程中掉粉情況的發(fā)生,提高電池的循環(huán)壽命和安全性能。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
生產(chǎn)過程中要求輥壓后的極片一致性越高越好,表現(xiàn)為表面平整、色澤一致、無暗斑、橫向厚度、縱向厚度一致性高、厚度反彈小、褶皺少、無裂邊等。通常,極片的外觀目測判斷即可,縱向橫向厚度由千分尺測量或者輥壓機配備厚度測量裝置測量,也有的公司通過計算壓實密度來判斷一致性。那么影響極片輥壓質(zhì)量的因素有哪些呢?
一、極片本身
1.極片缺陷
極片缺陷主要指涂布帶來的缺陷,涂布常會出現(xiàn)的缺陷有厚邊、帶料、漏箔、暗斑、異物、面密度一致性差等等。輥壓厚邊極片時,由于邊緣厚度高于中間極片厚度,邊緣承受了較大的壓力,極片會產(chǎn)生嚴(yán)重的翹曲,也就是常說的蛇形極片。蛇形極片所受張力分布不均勻,不利于分切、卷繞工藝的進行,從而影響良品率。帶料和漏箔視極性和位置而定,負極漏箔要絕對避免,正極漏箔要有控制要求。暗斑和異物在經(jīng)過輥壓之后會徹底顯現(xiàn)出來。面密度一致性差的極片在輥壓后由于部分受力不均勻,多孔電極內(nèi)部孔隙率也就不一致,影響到電解液的分布和充放電時的電流分布,對電池產(chǎn)品的內(nèi)阻、容量一致性產(chǎn)生較大的影響。
2.材料性質(zhì)
除了極片缺陷帶來的影響外,影響輥壓質(zhì)量的另外一個因素是材料本身。正負極材料三元、鈷酸鋰、石墨、硅碳等都有各自的最大壓實極限和力學(xué)性能,如果強行追求高能量密度,可能會對不同顆粒級配的原材料造成破壞,從而影響極片的壓實一致性,所以要選擇合理的軋制力。
二、輥壓條件
輥壓條件的變化也會影響極片輥壓質(zhì)量,條件變化包括工藝參數(shù)變動及設(shè)備帶來的變化。輥壓工藝中重要的參數(shù)有軋制力、間隙、張力控制以及輥壓速度。軋制力和間隙控制了極片的厚度,微觀上反應(yīng)了原材料顆粒之間的接觸形貌,張力和輥壓速度影響著極片的外觀。設(shè)備本身也會對輥壓的效果產(chǎn)生很大影響,例如軋輥變形程度、磨損程度、輥子長徑比、設(shè)備穩(wěn)定性等等。這些因素的變化會改變軋輥與極片的接觸狀態(tài),從而對極片的厚度一致性產(chǎn)生影響。
軋輥的變形是指軋輥因受輥壓力和輥壓力矩而引起的變形,它是影響電池極片沿寬度方向厚度一致性好壞的主要因素。輥壓過程中,軋輥發(fā)生變形導(dǎo)致單位輥壓力在極片表面分布不均勻。單位輥壓力的不均勻分布,使得極片沿寬度方向各處的壓下量不一致,最終影響到極片厚度的一致性。在一定范圍內(nèi),軋輥變形越大,極片厚度一致性越差。
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