鋰電池輥壓工藝

輥壓的意義在于壓實極片，提高電池的能量密度。極片在完成上一工序的涂布、干燥后，活性物質與箔片的剝離強度很低，此時需要對其進行輥壓，增強活性物質與箔片的粘接強度，以防在電解液浸泡、電池使用過程中剝落。合適的壓實密度可增大電池的放電容量、減小內阻、減小極化損失、延長電池的循環壽命、提高鋰離子電池的利用率。極片輥壓一般由雙輥壓機完成，雙輥壓機是由兩個鑄鋼壓實輥以及電機和傳動軸組成。開啟輥壓模式后，電機帶動上下輥同時轉動，收卷機構拉動極片將穩步穿過輥壓間隙，最終被壓到所需壓實密度。

輥壓過程對電芯性能影響很大。輥壓過程會出現幾個典型問題：①極片厚度不一。厚度不一，意味著活物質密度不一，鋰離子和電子在極片中傳輸、傳導速率會有所不同。當電流密度不同時，極易引起鋰枝晶的析出，對電芯性能不利。此外，極片厚度不同時，活性物質與集流體之間的接觸電阻也不同，極片越厚內阻越大，電池極化也就越嚴重，影響電芯容量。②極片部分位置出現過壓。由于涂布時部分位置厚度過厚，輥壓后則有可能出現過壓的現象。過壓的位置活物質顆粒出現破碎，活物質顆粒間接觸緊密，在電芯充放電過程中，電子導電性增強，但離子移動通道減小或堵塞，不利于容量發揮，放電過程中極化增大，電壓下降，容量減小。同時，過壓后影響電解液的浸潤效果，對電芯的性能也有很大的影響。

從工藝流程上看，輥壓質量還會直接影響后續的極片加工效果。輥壓后極片的理想狀態是極片表面平整、光澤度一致、留白部分無明顯波浪、極片無大程度翹曲。但是在實際生產中，操作熟練度、設備運行情況等不可避免會產生一些問題，影響后續工序中的極片分切，導致分切極片寬度不一，極片出現毛刺。輥壓結果還會影響極片的卷繞，嚴重的翹曲會造成極片卷繞過程中極片、隔膜間產生較大的空隙，在熱壓后會形成某些部分多層隔膜疊加，成為應力集中點，影響電芯性能。

衡量輥壓機技術先進程度，主要看面密度、壓實密度。當前設備能使得磷酸鐵鋰正極材料比容量達到200毫安時/克，磷酸鐵鋰正極材料壓實密度達到1.5克/立方厘米。