极片外表涂层资料的压实密度与电池的电化学功能有很重要的关系,合理的压实密度可有用添加电池的电化学功能,下降电极的接触电阻和沟通阻抗,添加参与电化学反应的活性资料面积,然后明显进步极片涂层资料的电化学功能。锂离子电池极片制造归于高精度制造范畴,极片轧制差异于板带材轧制,板带材轧制是一个金属资料发作纵向延伸和横向宽展的进程,轧制进程中资料密度不发作改变。而电池极片外表的电极资料是一种孔隙结构,轧制进程中正负极片上电极资料被压实,密度发作改变,极片轧制是一个孔隙结构被填充,涂层颗粒逐步密实的进程。
极片辊压的意图有以下几点:
1)保证极片外表润滑和平整,防止涂层外表的毛刺刺穿隔膜引发短路;
2)对极片涂层资料进行压实,下降极片的体积,以进步电池的能量密度;
3)使活性物质、导电剂颗粒接触愈加严密,进步电子导电率;
4)增强涂层资料与集流体的结合强度,削减电池极片在循环进程中掉粉情况的发作,进步电池的循环寿数和安全功能。
此前,锂离子电池极片辊压工艺根底解析(点击阅览)文章共享了辊压根底知识,有人询问辊压温度对电池极片和电池功能的影响,本次共享一份资料,摘取其中部分说明锂离子电池极片辊压温度的影响。极片辊压分为冷轧和热轧两种方法,现在国外已经广泛选用热轧的方法进行极片轧制,而国内还是多选用冷轧的方法。与冷轧相比,热轧重要有以下长处:
1)能够削减约50%的极片反弹;
2)利用较小的轧制力即可将极片的厚度压缩到工艺需求的厚度,轧制力最大可减小62%;
3)增强涂层资料与集流体的结合力,削减电池在充放电循环进程中掉粉情况的发作,进步电池的循环寿数。
刘彬彬等选用LiFePO4作为正极资料,锂片作为负极资料,制成扣式锂离子电池,以面密度、压实密度和厚度一致性三个参数为目标,考察了正极片的轧制温度对电池极片和电池电化学功能的影响。
涂敷厚度为100μm的极片在不同轧制温度下的厚度曲线,如图所示,跟着轧制温度由20C添加为90C再添加为160C,极片厚度偏差由±1.9μm下降为±1.3μm再下降为±0.8μm,极片厚度一致性逐步进步,这是因为跟着轧制温度的添加,极片涂层变形抗力减小,可塑性变好,使得极片外表厚度愈加均匀。
轧制温度为20C时,极片涂层外表部分区域颗粒结合较为严密,部分区域还不够严密,且存在少量微孔;轧制温度为90C时,极片涂层外表颗粒严密结合程度添加,严密结合区域添加,微孔数量在削减;轧制温度为160C时,极片涂层外表颗粒严密结合程度进一步添加,严密结合区域进一步增大,微孔数量进一步削减。轧制温度的不同改变了涂层的变形抗力,使得极片涂层资料外表具有不同的致密程度。
各样品电池的库伦功率,9#、8#、3#分别为20C、90C、160C条件下辊压极片制造的电池。由图3可见,当轧制温度从20C进步到90C再进步到160C时,样品的库仑功率也有所进步。库仑功率是在同一充放电循环中放电比容量与充电比容量的比率,极片的厚度一致性进步时电阻就会下降,库仑功率也会相应进步。
各样品的循环伏安功能曲线,9#、8#、3#分别为20C、90C、160C条件下辊压极片制造的电池。由图可见试验样品中当轧制温度为160C时,向上的氧化峰与向下的复原峰对称性较好,峰位差也最小,充电和放电的可逆性也最好,证明库仑功率必然也高。