影响锂离子电池极片辊压质量的因素有什么呢?
一、极片本身
1.极片缺陷
极片缺陷重要指涂布带来的缺陷,涂布常会出现的缺陷有厚边、带料、漏箔、暗斑、异物、面密度一致性差等等。辊压厚边极片时,由于边缘厚度高于中间极片厚度,边缘承受了较大的压力,极片会出现严重的翘曲,也就是常说的蛇形极片。蛇形极片所受张力分布不均匀,不利于分切、卷绕工艺的进行,从而影响良品率。带料和漏箔视极性和位置而定,负极漏箔要绝对防止,正极漏箔要有控制要求。暗斑和异物在经过辊压之后会彻底显现出来。面密度一致性差的极片在辊压后由于部分受力不均匀,多孔电极内部孔隙率也就不一致,影响到电解液的分布和充放电时的电流分布,对电池产品的内阻、容量一致性出现较大的影响。
2.材料性质
除了极片缺陷带来的影响外,影响辊压质量的另外一个因素是材料本身。正负极材料三元、钴酸锂、石墨、硅碳等都有各自的最大压实极限和力学性能,假如强行追求高能量密度,可能会对不同颗粒级配的原材料造成破坏,从而影响极片的压实一致性,所以要选择合理的轧制力。
二、辊压条件
辊压条件的变化也会影响极片辊压质量,条件变化包括工艺参数变动及设备带来的变化。辊压工艺中重要的参数有轧制力、间隙、张力控制以及辊压速度。轧制力和间隙控制了极片的厚度,微观上反应了原材料颗粒之间的接触形貌,张力和辊压速度影响着极片的外观。设备本身也会对辊压的效果出现很大影响,例如轧辊变形程度、磨损程度、辊子长径比、设备稳定性等等。这些因素的变化会改变轧辊与极片的接触状态,从而对极片的厚度一致性出现影响。
轧辊的变形是指轧辊因受辊压力和辊压力矩而引起的变形,它是影响电池极片沿宽度方向厚度一致性好坏的重要因素。辊压过程中,轧辊发生变形导致单位辊压力在极片表面分布不均匀。单位辊压力的不均匀分布,使得极片沿宽度方向各处的压下量不一致,最终影响到极片厚度的一致性。在一定范围内,轧辊变形越大,极片厚度一致性越差。