鋰電池輥壓工藝

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(guò)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(kāi)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(guò)輥壓間隙，最終被壓到所需壓實(shí)密度。

輥壓過(guò)程對(duì)電芯性能影響很大。輥壓過(guò)程會(huì)出現(xiàn)幾個(gè)典型問(wèn)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(guò)壓。由于涂布時(shí)部分位置厚度過(guò)厚，輥壓后則有可能出現(xiàn)過(guò)壓的現(xiàn)象。過(guò)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(guò)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(guò)程中極化增大，電壓下降，容量減小。同時(shí)，過(guò)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(wú)明顯波浪、極片無(wú)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(wèn)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(guò)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。