压延机 – Taipu Technology

轧制的意义在于压实电极片并提高电池的能量密度。在前道工序中,电极片经过涂布和干燥后,活性材料与箔之间的剥离强度非常低,因此需要进行轧制以增强电极片之间的粘合强度。

压 延

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轧制的意义在于压实电极片并提高电池的能量密度。在前道工序中,电极片经过涂布和干燥后,活性材料与箔之间的剥离强度非常低,因此需要进行轧制,以增强活性材料与箔之间的结合强度,以防止其浸泡在电解液中和使用过程中。适当的压实密度可以增加电池的放电容量,降低内阻,减少极化损失,延长电池的循环寿命,提高锂离子电池的利用率。电极片轧制一般由双辊压力机完成,双辊压力机由两个铸钢压实辊、一个电机和一个传动轴组成。开启收卷模式后,电机带动上下辊同时旋转,收卷机构拉动电极片平稳通过轧制间隙,最后压制成所需的压实密度。

轧制过程对电芯的性能有很大影响。在轧制过程中会出现几个典型的问题:(1)电极片的厚度不一致。厚度不一致意味着活性材料密度不一致,电极片中锂离子和锂离子的传输和传导速率会有所不同。当电流密度不同时,很容易引起锂枝晶的析出,这对电池芯的性能不利。此外,当电极片的厚度不同时,活性材料与集流体之间的接触电阻也不同。电极片越厚,内阻越大,电池的极化越严重,影响电池的容量。(2) 电极片的一部分发生过电压。由于涂布时某些零件的厚度过厚,轧制后可能会出现超压。活性物质颗粒在过电压位置断裂,活性物质颗粒之间的接触紧密。在电池电芯充放电过程中,电子导电性增强,但离子运动通道减少或阻塞,不利于容量发展,在放电过程中,极化增加,电压降低,容量减少。同时,过电压会影响电解液的润湿效果,对电池的性能也有很大的影响。

从工艺流程的角度来看,轧制质量将直接影响后续的电极片加工效果。轧制后电极片的理想状态是电极片表面平整,光泽一致,毛坯部分没有明显的波纹,电极片没有很大的翘曲。但是,在实际生产中,由于操作熟练程度和设备操作的原因,不可避免地会出现一些问题,从而影响后续工序中电极片的分切,导致分切电极片的宽度不一致,电极片上出现毛刺。轧制的结果也会影响电极片的卷绕。严重的翘曲会导致电极片在电极片缠绕过程中与隔膜之间产生较大的间隙。热压后,多层隔膜的某些部分会叠加,成为应力集中点,影响电芯的性能。

衡量辊压机技术的先进水平,主要看表面密度和压实密度。目前领先的设备可以使磷酸铁锂正极材料的比容量达到 200 mAh/g,磷酸铁锂正极材料的压实密度达到 1.5 g/cm^3。

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