鋰離子電池極片輥壓工藝基礎介紹！

鋰電池極片制造一般工藝流程為：活性物質，粘結劑和導電劑等混合制備成漿料，然后涂敷在銅或鋁集流體兩面，經干燥后去除溶劑形成極片，極片顆粒涂層經過壓實致密化，再裁切或分條。輥壓是鋰離子電池極片最常用的壓實工藝，相對于其他工藝過程，輥壓對極片孔洞結構的改變巨大，而且也會影響導電劑的分布狀態，從而影響電池的電化學性能。為了獲得最優化的孔洞結構，充足認識和理解輥壓壓實工藝過程是十分緊要的。

輥壓工藝基本過程

工業加工上，鋰離子電池極片一般采用對輥機連續輥壓壓實，如圖1所示，在此過程中，兩面涂敷顆粒涂層的極片被送入兩輥的間隙中，在軋輥線載荷作用下涂層被壓實，從輥縫出來后，極片會發生彈性回彈導致厚度增加。因此，輥縫大小和軋制載荷是兩個緊要的參數，一般地，輥縫要小于要求的極片最終厚度，或載荷作用能使涂層被壓實。另外，輥壓速度的大小筆直決定載荷作用在極片上的保持時間，也會影響極片的回彈，最終影響極片的涂層密度和孔隙率。

圖1極片輥壓過程示意圖

在軋制速度Vcal下，極片通過輥縫時，線載荷可由式（1）計算：

其中，qL為作用在極片上的線載荷，FN為作用在極片上的軋制力，Wc為極片涂層的寬度。

輥壓過程極片微觀結構的演化

通過輥縫，極片被壓實，涂層密度由初始值ρc，0變為ρc。壓實密度ρc可由式（2）計算：

其中，mE為單位面積內的電極片重量，mC為單位面積內的集流體重量，hE為電極片厚度，hC為集流體厚度。而壓實密度與極片孔隙率相關，物理上的涂層孔隙率εc,ph可由式（3）計算，其含義為顆粒內部的孔隙和顆粒之間的孔隙在涂層的體積分數：

其中，ρph為涂層各組成材料均勻物理真密度。

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