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解析極片對輥機輥壓的實驗?zāi)窟^程問題及解決辦法

北京中瑞祥輥壓目的

極片的壓實密度對電池的電化學(xué)性能有重要影響。在一定范圍內(nèi)，隨著壓實密度增加，活性物質(zhì)粒子間距減小，接觸面積增大，利于離子導(dǎo)電的通路和橋梁增多，在宏觀方面表現(xiàn)為電池內(nèi)部電阻降低。但若極片的壓實密度太大，活性物質(zhì)粒子之間接觸程度太緊密，電子導(dǎo)電率增加。但鋰離子通道減少或者堵塞，不利于容量的發(fā)揮，進(jìn)行放電時，極化增加，電壓降低，容量下降。壓實密度太小時，粒子間距大，鋰離子移動通道通暢，電解液吸液能力較強，利于電池內(nèi)部的鋰離子移動，但由于粒子間接觸程度不夠緊密，不利于電子進(jìn)行導(dǎo)電，在進(jìn)行放電時

輥壓的必要性：極片在涂布、干燥完成后，活物質(zhì)與集流體箔片的剝離強度很低，此時需要對其進(jìn)行輥壓，增強活物質(zhì)與箔片的粘接強度，以防在電解液浸泡、電池使用過程中剝落。

極片輥壓過程與控制

1.輥壓過程

電池極片軋制的過程是電池極片由軋輥與電池極片間產(chǎn)生的摩擦力拉進(jìn)旋轉(zhuǎn)的軋輥之間，電池極片受壓變形的過程。電池極片的軋制不同于鋼塊的軋制，軋鋼的過程是一個鐵分子沿縱向延伸和橫向?qū)捳沟倪^程，其密度在軋制過程中不發(fā)生變化；而電池極片的軋制是一個正負(fù)極板上電池材料壓實的過程。電池極片實施滾壓時，軋制力不宜過大也不宜過小，應(yīng)符合電池極片材料的特征。

輥壓過程中存在的問題及解決辦法

極片厚度不均勻：引起極片滾壓厚度不均勻的因素很多，如極片涂布厚度不均勻、軋輥同軸度誤差、軋輥圓柱度誤差、軋輥接觸母線不平行、軋輥軸向撓曲變形、輥壓設(shè)備的剛性穩(wěn)定性差等等。橫向厚度不均勻,在極片輥壓過程中，常出現(xiàn)測量左右極片厚度不一致的情況。當(dāng)極片左右厚度不一致時，需首先排除極片涂布過程中的影響，當(dāng)測試未輥壓的極片左右厚度一致時，則需要對輥壓壓力進(jìn)行左右調(diào)節(jié)，以保證極片輥壓后左右壓實密度一致。在輥壓過程中要定時對極片進(jìn)行測試，以防輥壓途中壓力發(fā)生變動。縱向厚度不均勻,有時會出現(xiàn)極片經(jīng)過輥壓后，測試極片厚度符合要求，但是在分切時又出現(xiàn)厚度增加的現(xiàn)象。此為極片的反彈現(xiàn)象，極片反彈一是極片內(nèi)部水分較多，而是輥壓時速度太快。極片反彈問題可以通過使用熱輥工藝和控制輥壓速度解決。

極片出現(xiàn)鐮刀彎：這種情況主要是兩只軋輥接觸母線不平行或極片涂布兩邊厚度不一樣所致。由于邊緣厚度較中間部位大幾微米或十幾微米，輥壓軋輥壓力作用在極片上時，邊緣厚度大的區(qū)域承受更大的軋制力，從而導(dǎo)極片輥壓壓實橫向密度不一致，造成了極片輥壓后翹曲嚴(yán)重，對后續(xù)的分切工藝也會產(chǎn)生不利影響。控制翹曲，關(guān)鍵還是要控制極片涂布質(zhì)量，通過控制漿料表面張力、泵壓、走帶速度、輥壓壓力等參數(shù)可以有效減少極片翹曲的情況。當(dāng)然，是在滿足設(shè)計要求的條件下。