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史上最全的锂离子电池辊压工艺介绍


简单的公式计算,只是让你明白他们之间的关系。涂布后极片厚度不变的
情况下,辊的直径越大,极片越薄。极片所需要的厚度,通过张力控制双辊
来实现。
辊压前
辊压后
辊压后的结构更加稳定,颗粒之间空隙间
辊压关键点
1 厚度
辊压阶段常测量极片厚度、剥离强度、弧高和延伸率。一般来说,压力越 大,膜片区延伸就越大。一般控制孤高为±3mm 之内,延伸率<0.8%。厚度 可实时监测,剥离强度需根据样本检测,如果配备分切设备,还需要测量毛 刺,允许毛刺长度<隔膜厚度/2。 极片在辊压时的延展性与咬入角的正弦值正相关。 新技术 举个栗子,上图为涂敷厚度为 100 μm 的极片在不同轧制温度下的厚度 曲线,如图所示:随着轧制温度由 20°C 增加为 90°C 再增加为 160°C,极 片厚度偏差由±1.9μm 降低为±1.3 μm 再降低为±0.8μm,极片厚度一致性逐渐 提高,这是因为随着轧制温度的增加,极片涂层变形抗力减小,可塑性变好, 使得极片表面厚度更加均匀。 有研究表明,热辊相对于冷辊,主要有以下作用: 1,极少极片反弹,能减少约 50%; 2,可用较小的辊制力将极片压至工艺要求的厚度和面密度,最大可减少 62%, 一般减少 35%-45%;
史上最全的锂离子电池辊压工艺介绍
轻轻地,我来了,正如我轻轻地走。辊压是个瘦身机,胖胖的进去,苗条 的出来。今天我们就从原理和实际生产来侃一侃辊压工艺。 先来张图,如上图,这是一款时髦流行的辊压分切一体机图片,通过把涂 布后的极卷,运送到辊压机,经过双辊的压力,把极片压薄,控制在我们想 要的厚度,达到增强剥离强度、减少离子传输距离的效果。 基本原理 则: 因此得到: 注:R 为辊的半径, =H-h
影响极片厚度一致性的主要原因有轧辊直线度,辊跳度,辊弯曲等。轧辊
直线度影响因素多是由于长期使用,辊有磨损。辊跳值则是由辊的刚性有关,
刚性越好,辊跳值越小。辊弯曲则是需要张力和轧件的变形抗力共同决定,
轧件变形张力越大,辊弯曲越大,简单来说就是轧纸片和铁片,两者造成的
辊弯曲度不一样。
2 打皱
3,减少电池极片粘结剂微裂纹,提高粘结剂性能,提高电池循环寿命,减少因 压力过大损坏箔材; 4,克服冷辊摩擦温升造成的极片厚度不一致, 5,热辊较冷辊制成极片吸液量减少 7.31%,内阻减少 9.46%. 总结 辊压是极片成型前最重要的一个工艺,无论是在理论上,还是实际生产中, 都会存在大量的可改进项。带拉升功能的辊压,减少极片褶皱;热辊压,减 少极片反弹,增强电池性能;带弯曲的辊压,更大程度上控制极片厚度一致 性等等等等,都在积极努力的开发中,相信不久的将来,任何一个工厂都能 生产出质地均匀,光滑不打皱的极片,为动力电池制作打好前期攻坚战!
影响极片打皱的原因主要有导辊水平度和平行度,张力不均,收卷张力等。
辊压过辊打皱示意图 3 PINCH 工艺 主要是为了消除打皱而提出的一种工艺,通过差速拉伸,使得涂覆区和极 耳区长度一致,消除打皱。在辊压的过程中,极耳区比较薄,双面涂布下是 无法接触到轧辊,涂覆区受到辊的压力,两边张力不一致,一般来讲,辊径 越小,极片延展越严重,褶皱越厉害。 4 极片反弹 上一张老图,如上图:1 塌陷期-2 初步作用期-3 剧烈作用期-4 受控反弹期 -5 自由反弹期。反弹是一定的,但是反弹率我们希望在可接受的范围,并且 稳定下来,使用辊压后烘烤(baking)可以加速极片的反弹并让其尽快稳定 下来。 辊压后测试
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