总结极片辊压工艺与关键控制要素.pdfVIP

总结极片辊压工艺与关键控制要素 一、工作过程 极片辊压一般由双辊压机完成，双辊压机是由两个铸钢压实辊以及电机和传 动轴组成。辊压机在非工作状态时需要涂一层薄油层，以防其生锈，在使用前用 无水乙醇将油层擦干净，并清理收放卷机构、自动纠偏机构、辊以及其它与极片 接触的可能沾有杂质的位置。将涂布完成的极片，固定于放卷机构后，将极片正 确穿过双辊间隙，并连接收卷系统。开启辊压模式后，电机带动上下辊同时转动， 收卷机构拉动极片将稳步穿过辊压间隙，最终被压到所需压实密度。 二、辊压目的 辊压的最终目的是获得符合设计要求的极片。什么是符合设计要求？就是要 求极片的相关参数：面密度多少、压实密度多少、粘接性怎样、颗粒完整度、翘 曲大小等等满足电芯的设计要求。 辊压的必要性：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、电池使用过程中剥落。 三、辊压过程中存在的问题及解决办法 1.极片断裂 在极片辊压的过程中，常常会走着走着极片突然断裂的现象，断裂不仅影响 工作效率，还对后续的分切、卷绕等工序造成困扰。其原因有两点： ①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。 ②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，防治大颗粒杂 质落到极片表面可以有效减少极片断裂。 2.极片翘曲严重 极片经过辊压后，有时候极片会呈较大程度的内凹外凸的现象，此种现象出 现不利于极片分切、卷绕。在涂布工艺中有一个重要的问题是“厚边”，厚边现象 是辊压后极片翘曲的重要原因。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，从而导致 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，通过控制浆料表 面张力、泵压、走带速度、辊压压力等参数可以有效减少极片翘曲的情况。当然， 是在满足设计要求的条件下。 3.极片横向、纵向厚度不同 横向：在极片辊压过程中，常出现测量左右极片厚度不一致的情况。当极片 左右厚度不一致时，需首先排除极片涂布过程中的影响，当测试未辊压的极片左 右厚度一致时，则需要对辊压压力进行左右调节，以保证极片辊压后左右压实密 度一致。在辊压过程中要定时对极片进行测试，以防辊压途中压力发生变动。 纵向：有时会出现极片经过辊压后，测试极片厚度符合要求，但是在分切时 又出现厚度增加的现象。此为极片的反弹现象，极片反弹一是极片内部水分较多， 而是辊压时速度太快。极片反弹问题可以通过使用热辊工艺和控制辊压速度解决。 热辊的好处有： ①去除极片的里面的水分 ②减少极片的在轧制后的材料反弹。 ③由于极片在加热过程中材料处于熔融状态，热轧可以增加活性物质与流体 之间的粘合力 ④减少极片的内应力，因为在分切活模切时，减少极片的内应力的释放影响 的不良 ⑤降低电池极片的变形抗力，有利于提高活性物质的吸液量。 4.极片波浪边严重 极片涂布之后，除活物质外还有部分铜铝箔外露，在极片经过辊压之后，外 露的铜铝箔边出现较密集的波浪纹路。此种现象的出现会影响电芯的卷绕、热压、 极耳焊接等工艺，一定要杜绝。产生波浪边的原因是：铜箔和铝箔都是利用铜铝 块经过挤压压片制成的，具有很好的金属加工性和延展性。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有发生延展，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。附着在皱褶箔带上的活性物质易发生裂缝、凸起或 脱落。设计合理的涂布面密度和辊压压实密度可以减少极片波浪边的发生。另外， 辊轮不平时也会导致波浪边。 此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，可以通过加强培训提高意识来解决。 四、辊压工艺对电芯的影响 1.辊压情况对极片加工状态的影响 辊压后极片的理想状态是极片表面