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bb贝博狼堡:锂电池辊压基础工艺介绍

浏览 时间: 2026-06-13 08:32:05 作者: bb贝博狼堡

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  辊压是指:将涂布完成的产品,经过一定间隙下、很多压力下的两个钢辊,将极片压实到指定厚度的过程。

  极片在涂布、干燥完成后,活物质与集流体箔片的剥离强度很低,此时需要对其进行辊压,增强活物质与箔片的粘接强度,以防在电解液浸泡、电池使用的过程中剥落。所以说辊压的目的是将疏松多孔的电极进一步压实,减少物质间接触电阻,提高一定电池体积内的电池容量,同时又不能过压,因为要保证电解液对极片的浸润效果。

  四种不同压实率极片微结构的实验与模型对比 图片来源于上海联净电子科技有限公司

  辊压后极片的理想状态是极片表面平整、在光下光泽度一致、留白部分无明显波浪、极片无大程度翘曲。但是,在实际生产中操作熟练度、设备正常运行情况等都会引起部分问题的产生。最直接的影响是影响极片分切,分切极片宽度不一致,极片出现毛刺;辊压结果影响极片的卷绕,严重的翘曲会造成极片卷绕过程中极片、隔膜间产生较大的空隙,在热压后会形成某些部分多层隔膜叠加,成为应力集中点,影响电芯性能。

  比能量、比功率:根据法拉第定律电池电极通过的电量与活性物质的质量成正比。极片辊压直接影响了极片活性物质的压实密度,直接影响电池比能量。

  电池单位体积内的包含的能量、功率密度:同样是极片活性物质的压实密度直接影响了电池的单位体积内的包含的能量和功率密度。

  电池循环寿命:极片辊压直接影响了活性物质在电池集流体上的附着力,也就直接影响了活性物质在电池充放电过程中的分离与脱落。进而影响着电池的循环寿命。

  电池内阻:极片上活性物质的压实密度和脱落程度极大地影响着电池的欧姆内阻和电化学内阻,也就直接影响了电池的各种性能。

  电池安全:极片上活性物质的压实密度均匀性,电池极片辊压造成的表面粗糙度等都会直接影响电池负极析锂、正极析铜、尖角放电。最终酿成安全事故。

  1.极片厚度不均匀。引起极片辊压厚度不均匀的因素很多,如极片涂布厚度不均匀、轧辊同轴度误差、轧辊圆柱度误差、轧辊接触母线不平行、轧辊轴向挠曲变形、辊压设备的刚性稳定性差等等。这样一些问题不好调整,是来料及设备本身问题。

  2.极片出现镰刀弯。这种情况主要是两只轧辊接触母线不平行或极片涂布两边厚度不一样所致。由于边缘厚度较中间部位大几微米或十几微米,辊压轧辊压力作用在极片上时,边缘厚度大的区域承受更大的轧制力,因此导致极片辊压压实横向密度不一致,造成了极片辊压后翘曲严重,对后续的分切工艺也会产生不利影响。控制翘曲,关键还是要控制极片涂布质量。

  3.极片出现波浪边。这种情况主要是极片滚压过程中延展率比较大造成的。诱因是辊身直径小、极片滚压前张力小、极片厚度压缩量大、极片涂布两边凸起等等。当极片在辊压的过程中,活物质之间相互挤压,并对铜箔、铝箔施加了一定的压力,则会产生一定的延展。在辊压时,没有活物质涂覆的部分没发生延展,而有活物质的极片在辊压力作用下产生延展,延展不一在外观上形成箔带边缘的波浪形皱褶,平行的波浪痕迹与箔带运动方向垂直。

  4.极片表面出现暗条纹。这种情况主要是轧辊表面存在振纹、辊身圆柱度误差大、前张力小且不均匀所致。

  5.极片出现卷边。这种情况就是极片延伸率过大所致。解决办法主要是加大辊身直径、减小极片压缩量、调整极片前后张力等。

  6.极片出现断带。这种情况主要是张力不均匀不稳定、缺少张力快速响应机构、极片涂布边缘凸起严重等所致。如在涂布过程中,若在极片表面留有小颗粒等质地不均现象,则在辊压时,小颗粒受到双辊压力,便向箔带方向挤压,颗粒体较软的可被碾成粉末继而脱落,颗粒体较硬的会挤压箔带,造成箔带破孔甚至箔带断裂;涂布过程中,如果极片表面面密度不同,则在辊压过程中会出现一片过辊压而另外一片辊压不足。在极片走带过程中,张力控制相同的情况下,辊压不足的地方则会出现部分活物质脱落甚至断箔的现象。控制收卷张力,防止大颗粒杂质落到极片表面可以有实际效果的减少极片断裂。

  7.极片两边张力松紧不同。这种情况主要是轧辊轴线与各过棍轴线不平行所致,可调整各辊轴线.轧辊表面出现麻点。这种情况是轧辊表面的疲劳点蚀,主要是轧辊材质及热处理金相组织不均匀,辊面抗疲劳强度差引起的,也和轧辊表面粗糙度有关。

  9.极片滚压厚度反弹。这种情况主要是极片滚压后残余弹性变形量大、环境湿度大所致。能够尝试热滚压、慢速辊压、高速滚压、降低环境相对湿度等措施。

  10.极片板型不平整。这种情况主要是由于极片滚压变形量不均匀、前后张力小且不均匀或极片涂布厚度误差所致。除此以外还有一些操作失误,如测量极片厚度时刮料、问题点没有及时标记等人为失误,能够最终靠加强培训提高意识来解决。

  温度范围广:辊筒在电磁场作用下自身感应发热,能在 50℃-420℃范围内调节温度。这一宽泛的温度范围可满足锂电池辊压不同工艺阶段对温度的不一样的要求,无论是低温预处理还是高温辊压成型等工序。

  控温精度高:采取了特殊的单位体积内的包含的能量分布技术,可将辊面温度精度控制在±0.5℃。精确的温度控制有助于确保锂电池极片在辊压过程中温度稳定,避免因温度波动导致的极片性能不一致,提高电池的一致性和稳定性。

  可分区段控温:能根据特殊工艺的需求分区段控制气温变化曲线和梯度。锂电池极片在不同位置可能有不同的温度需求,例如边缘和中间部分,通过分区段控温能更好地满足这些特别的条件,逐步提升极片的质量和性能。

  :上海联净高精度电磁感应压延辊可以在超高的生产压力下保持高精度。在锂电池辊压中,这有助于保证辊压压力的均匀性,避免因压力不均导致极片出现厚度不均匀、横向厚度不均匀、纵向厚度不均匀、镰刀弯、波浪边等问题。

  升温速度快:电磁感应加热方式使辊筒升温速度快,能够在极短的时间内达到设定温度,相比传统导热油加热辊大幅度的提升了生产效率。快速升温能够大大减少设备的预热时间,增加有效生产时间,提高产能。

  节能效果非常明显:与传统导热油加热辊相比,能耗可降低 50% 左右,部分行业节能率超过 70%。较低的能耗不仅降低了生产所带来的成本,还符合环保和可持续发展的要求,使企业在生产的全部过程中更加经济高效。

  清洁无污染:电磁加热辊无需导热油或蒸汽等传热介质,彻底杜绝了介质泄露、渗漏、挥发所带来的污染和安全风险隐患,真正的完成无尘清洁生产。这对于对生产环境要求比较高的锂电池制造业特别的重要,可避免污染电池极片,提升产品质量。

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