輥壓的意義在于壓實(shí)極片,,提高電池的能量密度,。極片在完成上一工序的涂布,、干燥后,,活性物質(zhì)與箔片的剝離強(qiáng)度很低,,此時(shí)需要對(duì)其進(jìn)行輥壓,,增強(qiáng)活性物質(zhì)與箔片的粘接強(qiáng)度,,以防在電解液浸泡,、電池使用過程中剝落,。合適的壓實(shí)密度可增大電池的放電容量、減小內(nèi)阻,、減小極化損失,、延長(zhǎng)電池的循環(huán)壽命、提高鋰離子電池的利用率,。極片輥壓一般由雙輥壓機(jī)完成,,雙輥壓機(jī)是由兩個(gè)鑄鋼壓實(shí)輥以及電機(jī)和傳動(dòng)軸組成。開啟輥壓模式后,電機(jī)帶動(dòng)上下輥同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng),,收卷機(jī)構(gòu)拉動(dòng)極片將穩(wěn)步穿過輥壓間隙,,最終被壓到所需壓實(shí)密度。
輥壓過程對(duì)電芯性能影響很大,。輥壓過程會(huì)出現(xiàn)幾個(gè)典型問題:①極片厚度不一,。厚度不一,意味著活物質(zhì)密度不一,,鋰離子和電子在極片中傳輸,、傳導(dǎo)速率會(huì)有所不同。當(dāng)電流密度不同時(shí),,極易引起鋰枝晶的析出,,對(duì)電芯性能不利。此外,,極片厚度不同時(shí),,活性物質(zhì)與集流體之間的接觸電阻也不同,極片越厚內(nèi)阻越大,,電池極化也就越嚴(yán)重,,影響電芯容量。②極片部分位置出現(xiàn)過壓,。由于涂布時(shí)部分位置厚度過厚,,輥壓后則有可能出現(xiàn)過壓的現(xiàn)象。過壓的位置活物質(zhì)顆粒出現(xiàn)破碎,,活物質(zhì)顆粒間接觸緊密,,在電芯充放電過程中,電子導(dǎo)電性增強(qiáng),,但離子移動(dòng)通道減小或堵塞,,不利于容量發(fā)揮,放電過程中極化增大,,電壓下降,,容量減小。同時(shí),,過壓后影響電解液的浸潤(rùn)效果,,對(duì)電芯的性能也有很大的影響。
從工藝流程上看,,輥壓質(zhì)量還會(huì)直接影響后續(xù)的極片加工效果,。輥壓后極片的理想狀態(tài)是極片表面平整、光澤度一致,、留白部分無明顯波浪,、極片無大程度翹曲,。但是在實(shí)際生產(chǎn)中,操作熟練度,、設(shè)備運(yùn)行情況等不可避免會(huì)產(chǎn)生一些問題,,影響后續(xù)工序中的極片分切,導(dǎo)致分切極片寬度不一,,極片出現(xiàn)毛刺,。輥壓結(jié)果還會(huì)影響極片的卷繞,嚴(yán)重的翹曲會(huì)造成極片卷繞過程中極片,、隔膜間產(chǎn)生較大的空隙,,在熱壓后會(huì)形成某些部分多層隔膜疊加,成為應(yīng)力集中點(diǎn),,影響電芯性能,。
衡量輥壓機(jī)技術(shù)先進(jìn)程度,主要看面密度,、壓實(shí)密度,。當(dāng)前設(shè)備能使得磷酸鐵鋰正極材料比容量達(dá)到200毫安時(shí)/克,磷酸鐵鋰正極材料壓實(shí)密度達(dá)到1.5克/立方厘米,。
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