锂离子电池极片辊压工序简介

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锂电池辊压

锂电池辊压

锂电池辊压锂电池辊压是一种重要的工艺技术,用于生产锂电池的正负极片。

在锂电池的生产过程中,正负极片是至关重要的组成部分,直接影响着电池的性能和稳定性。

因此,采用合适的辊压工艺对于提高锂电池的性能和品质至关重要。

锂电池辊压是指将正负极片通过辊压机进行压制成一定厚度和密度的工艺过程。

通过辊压,可以使正负极片中的活性物质均匀分布,提高电池的充放电性能。

辊压还可以增加正负极片的机械强度,提高电池的循环寿命。

因此,辊压工艺在锂电池生产中扮演着重要的角色。

辊压工艺的关键在于控制辊压机的压力、速度和温度。

在辊压过程中,适当的压力可以使正负极片获得合适的厚度和密度,但过大的压力会导致正负极片的变形或损坏。

辊压的速度和温度也需要进行精确控制,以确保正负极片的质量稳定。

因此,生产厂家需要根据具体情况调整辊压机的参数,以获得最佳的辊压效果。

辊压工艺还需要考虑正负极片的材料和结构。

正负极片通常由活性物质、导电剂和粘结剂组成,不同的材料配方会影响辊压的效果。

此外,正负极片的结构也会影响辊压的稳定性,如正极片的集流体和负极片的铜箔都需要考虑在内。

在实际生产中,锂电池厂家通常会根据产品要求和工艺经验,对辊压工艺进行优化和调整。

通过不断改进辊压工艺,可以提高锂电池的性能和品质,满足市场需求。

因此,锂电池辊压是锂电池生产中不可或缺的重要工艺,对于提高电池性能和降低成本具有重要意义。

总的来说,锂电池辊压是锂电池生产过程中的关键环节,直接影响着电池的性能和品质。

通过合理控制辊压机的参数、优化材料配方和结构设计,可以提高锂电池的性能和循环寿命,满足市场需求。

因此,锂电池厂家需要重视辊压工艺的优化和改进,以提高产品质量和竞争力。

锂离子电池辊压工艺

锂离子电池辊压工艺

锂离子电池辊压工艺锂离子电池辊压工艺是一种有利于流体化生产的锂离子电池生产工艺,它是将涂布好的正负极片通过辊压设备将正负极片压紧,从而形成电池正负极接触面,并通过其他工序完善电池的组装工艺,从而达到电池的组装和完善的目的。

2. 工艺特点(1)辊压工艺的技术要求比较严格,辊压设备要求具备较强的压力精度,能够精确的控制压力,并且正负极片的厚度也必须保持一定的精度要求,同时特殊的表面处理要求也得到了有效的满足。

(2)辊压工艺的特点是快速、不变形、省时、省力,对正负极片的厚度要求也相对较低,从而能够降低过厚的正负极片产生的表面损耗,提高电池产品的成型效果。

(3)辊压工艺还具有良好的灵活性和可靠性,它可以根据电池的型号和规格随意更改,实现快速的电池更换,提高了工作效率。

3. 设备要求辊压工艺所需要的设备主要包括:(1)辊压机:需要能够满足规定的压力要求,正负极片的厚度必须保持一定的精度要求,能够有效的将正负极片压紧,从而将正负极片的接触面紧密接合。

(2)辊压轴:辊压工艺的核心设备,需要具有良好的抗磨损、耐腐蚀性能,同时能够有效的控制正负极片的厚度,保持一定的表面处理精度。

(3)辊压组件:辊压组件的设计要求要符合正负极片的设计规范,誊损要合理,正负极片要保持足够的表面粘结力,以及一定的弹性。

4. 操作要求(1)在进行辊压工艺前,需要首先将正负极片涂布好,确保正负极片接触面涂料均匀,接触面涂布厚度一致。

并且在辊压前,需要辊压机进行调试,确保辊压机的压力是否能够达到规定要求。

(2)正负极片在辊压工艺过程中,需要注意正负极片的厚度调节,确保正负极片的厚度调节在一个可接受的范围内,以保证电池的质量。

(3)在辊压工艺过程中,需要定期对辊压机进行维护,以确保辊压机的正常运行,并保持辊压机的压力精度。

5. 安全注意事项(1)辊压过程中必须注意控制压力,确保压力控制在规定的范围内,以免对正负极片造成损坏。

(2)辊压过程中,应注意人身安全,不要接触辊压机的高速运转部分,防止发生受伤。

锂电池极片辊压工艺基础解析

锂电池极片辊压工艺基础解析

锂电池极片辊压工艺基础解析锂电池极片辊压工艺基础解析锂离子电池极片制造一般工艺流程为:活性物质,粘结剂和导电剂等混合制备成浆料,然后涂敷在铜或铝集流体两面,经干燥后去除溶剂形成极片,极片颗粒涂层经过压实致密化,再裁切或分条。

辊压是锂电池极片最常用的压实工艺,相对于其他工艺过程,辊压对极片孔洞结构的改变巨大,而且也会影响导电剂的分布状态,从而影响电池的电化学性能。

为了获得最优化的孔洞结构,充分认识和理解辊压压实工艺过程是十分重要的。

辊压工艺基本过程工业生产上,锂电池极片一般采用对辊机连续辊压压实,如图1所示,在此过程中,两面涂敷颗粒涂层的极片被送入两辊的间隙中,在轧辊线载荷作用下涂层被压实,从辊缝出来后,极片会发生弹性回弹导致厚度增加。

因此,辊缝大小和轧制载荷是两个重要的参数,一般地,辊缝要小于要求的极片最终厚度,或载荷作用能使涂层被压实。

另外,辊压速度的大小直接决定载荷作用在极片上的保持时间,也会影响极片的回弹,最终影响极片的涂层密度和孔隙率。

图1 极片辊压过程示意图在轧制速度V cal下,极片通过辊缝时,线载荷可由式(1)计算:q L = F N / W C其中,q L为作用在极片上的线载荷,F N为作用在极片上的轧制力,Wc为极片涂层的宽度。

辊压过程极片微观结构的演变通过辊缝,极片被压实,涂层密度由初始值ρc变为ρc。

压实密度ρc可由,0式(2)计算:其中,m E为单位面积内的电极片重量,m C为单位面积内的集流体重量,h E为电极片厚度,h C为集流体厚度。

而压实密度与极片孔隙率相关,物理上的涂层孔隙率εc,ph可由式(3)计算,其含义为颗粒内部的孔隙和颗粒之间的孔隙在涂层的体积分数:其中,ρph为涂层各组成材料平均物理真密度。

在实际的辊压工艺中,随着轧制压力变化,极片涂层压实密度具有一定规律,图2为极片涂层密度与轧制压力的关系。

图2 极片涂层密度与轧制压力的关系曲线 I 区域,为第一阶段。

锂电池辊边工艺

锂电池辊边工艺

锂电池辊边工艺
锂电池辊边工艺是指在锂电池生产中对正极和负极的电极片进行辊压加工,以提高电极片的密实度和电池性能。

以下是一般的锂电池辊边工艺流程:
准备工作:准备好待辊边的正极和负极电极片,确保其尺寸和质量符合要求。

辊边设备设置:根据电极片的尺寸和要求,调整辊边设备的参数,如辊压力、辊速度等。

辊边预热:在开始辊边之前,通常需要对电极片进行预热处理,以使其更容易塑性变形。

辊边加工:将预热后的电极片送入辊边设备中,通过辊压力将电极片进行辊压加工。

辊边的过程中,电极片的厚度逐渐减小,同时表面得到压实,增加电极片的密度。

质量检查:对辊边后的电极片进行质量检查,确保其厚度均匀、无明显瑕疵,并且满足设计要求。

清洁处理:对辊边后的电极片进行清洁处理,去除辊边过程中产生的污染物和残留物。

下一步工艺:辊边完成后,电极片通常需要进行下一步的工艺,如涂覆电解质、层叠组装等,以完成锂电池的制造。

在实际应用中,辊边工艺可能会根据电池类型、电极片材料、生产规模等因素而有所差异。

因此,在进行锂电池生产时,需要根据具体情况选择合适的辊边工艺参数和设备,以确保生产效率和电池性能。

负极极片辊压

负极极片辊压

负极极片辊压
负极极片辊压是锂离子电池制造过程中的一个重要步骤。

在这个过程中,负极极片会经过辊压机的压制,以达到一定的厚度和密度。

负极极片通常由负极材料(如石墨)、粘合剂和其他添加剂组成。

在辊压之前,负极材料被涂覆在基材上,形成一层薄膜。

当负极极片进入辊压机时,辊压机的辊子会对极片进行压缩和挤压。

这一过程有助于减少极片的厚度,增加极片的密度,并提高极片的导电性和机械强度。

辊压过程的主要目的是优化负极极片的性能,确保其在电池充放电过程中能够有效地传导电子和离子,并与正极极片相互作用。

此外,适当的辊压可以改善电池的能量密度、循环寿命和安全性。

然而,辊压过程中的压力、速度和温度等参数需要精确控制,以避免对负极极片造成过度的损伤或不良影响。

此外,选择合适的辊压机设备和优化工艺条件也是确保负极极片质量的关键因素。

锂电池极片辊压工艺基础解析

锂电池极片辊压工艺基础解析

锂电池极片辊压工艺基础解析锂离子电池极片制造一般工艺流程为:活性物质,粘结剂和导电剂等混合制备成浆料,然后涂敷在铜或铝集流体两面,经干燥后去除溶剂形成极片,极片颗粒涂层经过压实致密化,再裁切或分条。

辊压是锂电池极片最常用的压实工艺,相对于其他工艺过程,辊压对极片孔洞结构的改变巨大,而且也会影响导电剂的分布状态,从而影响电池的电化学性能。

为了获得最优化的孔洞结构,充分认识和理解辊压压实工艺过程是十分重要的。

辊压工艺基本过程工业生产上,锂电池极片一般采用对辊机连续辊压压实,如图1所示,在此过程中,两面涂敷颗粒涂层的极片被送入两辊的间隙中,在轧辊线载荷作用下涂层被压实,从辊缝出来后,极片会发生弹性回弹导致厚度增加。

因此,辊缝大小和轧制载荷是两个重要的参数,一般地,辊缝要小于要求的极片最终厚度,或载荷作用能使涂层被压实。

另外,辊压速度的大小直接决定载荷作用在极片上的保持时间,也会影响极片的回弹,最终影响极片的涂层密度和孔隙率。

图1极片辊压过程示意图在轧制速度Vcal下,极片通过辊缝时,线载荷可由式(1)计算:qL = FN / WC其中,qL为作用在极片上的线载荷,FN为作用在极片上的轧制力,Wc为极片涂层的宽度。

辊压过程极片微观结构的演变通过辊缝,极片被压实,涂层密度由初始值ρc,0变为ρc。

压实密度ρc可由式(2)计算:(2)其中,mE为单位面积内的电极片重量,mC为单位面积内的集流体重量,hE为电极片厚度,hC为集流体厚度。

而压实密度与极片孔隙率相关,物理上的涂层孔隙率εc,p h可由式(3)计算,其含义为颗粒内部的孔隙和颗粒之间的孔隙在涂层的体积分数:(3)其中,ρph为涂层各组成材料平均物理真密度。

在实际的辊压工艺中,随着轧制压力变化,极片涂层压实密度具有一定规律,图2为极片涂层密度与轧制压力的关系。

图2极片涂层密度与轧制压力的关系曲线 I 区域,为第一阶段。

此阶段压力相对较小,涂层内颗粒产生位移,孔隙被填充,压力稍有增加时,极片的密度快速增加,极片的相对密度变化有规律。

锂离子电池极片辊压工序简介

锂离子电池极片辊压工序简介

所能 尽
可能
创造
Sherk
三 辊压影响
2.辊压情况对电芯性能的影响
辊压过程会出现的几个典型问题是:
①极片厚度不一致。厚度不一致,意味着活物质密度不一 致,锂离子和电子在极片中传输、传导速率则会有所不同 。当电流密度不同时,极易引起枝晶锂的析出,对电芯性 能不利。此外,极片厚度不同时,活性物质与集流体之间 的接触电阻也是不同的,极片越厚内阻越大,电池极化也 就越严重,影响电芯容量。 ②极片部分位置出现过压。原因可能是涂布时部分位置厚 度过厚,过压后影响电解液的浸润效果,对电芯的性能也 有很大的影响。易出现析锂现象
弹导致厚度增加。因此辊缝大小和扎制载
荷是两个重要的参数,所以辊缝要小于要
求的极片最终厚度。辊压速度的大小直接
决定载荷作用在极片上的保持时间,也会
影响极片的回弹,最终影响极片的涂层密
极片你辊压示意图
度和孔隙率。
在辊压速度Vcal下,极片通过辊缝,线载荷可由以下公式计算:
qL=Fn/Wc 其中qL为作用在极片上的线载荷,Fn为作用在极片上的轧制力,Wc为 极片涂层的宽度。
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锂离子电池辊压工艺简介
所能 尽
可能
创造
Sherk
目录
1
辊压目的
2
辊压过程
3
辊压影响

细致分析锂离子电池中的极片辊压工艺【钜大锂电】

细致分析锂离子电池中的极片辊压工艺【钜大锂电】

细致分析锂离子电池中的极片辊压工艺【钜大锂电】先来张图,如上图,这是一款时髦流行的辊压分切一体机图片,通过把涂布后的极卷,运送到辊压机,经过双辊的压力,把极片压薄,控制在我们想要的厚度,达到增强剥离强度、减少离子传输距离的效果。

基本原理则:因此得到:注:R为辊的半径,=H-h简单的公式计算,只是让你明白他们之间的关系。

涂布后极片厚度不变的情况下,辊的直径越大,极片越薄。

极片所需要的厚度,通过张力控制双辊来实现。

辊压后的结构更加稳定,颗粒之间空隙间距更小。

辊压影响克容量、首次库伦效率、倍率性能,循环性能等。

辊压关键点1、厚度影响极片厚度一致性的主要原因有轧辊直线度,辊跳度,辊弯曲等。

轧辊直线度影响因素多是由于长期使用,辊有磨损。

辊跳值则是由辊的刚性有关,刚性越好,辊跳值越小。

辊弯曲则是需要张力和轧件的变形抗力共同决定,轧件变形张力越大,辊弯曲越大,简单来说就是轧纸片和铁片,两者造成的辊弯曲度不一样。

2、打皱影响极片打皱的原因主要有导辊水平度和平行度,张力不均,收卷张力等。

辊压过辊打皱示意图3、PINCH工艺主要是为了消除打皱而提出的一种工艺,通过差速拉伸,使得涂覆区和极耳区长度一致,消除打皱。

在辊压的过程中,极耳区比较薄,双面涂布下是无法接触到轧辊,涂覆区受到辊的压力,两边张力不一致,一般来讲,辊径越小,极片延展越严重,褶皱越厉害。

4、极片反弹上一张老图,如上图:1塌陷期-2初步作用期-3剧烈作用期-4受控反弹期-5自由反弹期。

反弹是一定的,但是反弹率我们希望在可接受的范围,并且稳定下来,使用辊压后烘烤(baking)可以加速极片的反弹并让其尽快稳定下来。

辊压后测试辊压阶段常测量极片厚度、剥离强度、弧高和延伸率。

一般来说,压力越大,膜片区延伸就越大。

一般控制孤高为±3mm之内,延伸率<0.8%。

厚度可实时监测,剥离强度需根据样本检测,如果配备分切设备,还需要测量毛刺,允许毛刺长度<隔膜厚度/2。

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弹导致厚度增加。因此辊缝大小和扎制载
荷是两个重要的参数,所以辊缝要小于要
求的极片最终厚度。辊压速度的大小直接
决定载荷作用在极片上的保持时间,也会
影响极片的回弹,最终影响极片的涂层密
极片你辊压示意图
度和孔隙率。
在辊压速度Vcal下,极片通过辊缝,线载荷可由以下公式计算:
qL=Fn/Wc 其中qL为作用在极片上的线载荷,Fn为作用在极片上的轧制力,Wc为 极片涂层的宽度。
所能 尽
可能
创造
Sherk
三 辊压影响
2.辊压情况对电芯性能的影响
辊压过程会出现的几个典型问题是:
①极片厚度不一致。厚度不一致,意味着活物质密度不一 致,锂离子和电子在极片中传输、传导速率则会有所不同 。当电流密度不同时,极易引起枝晶锂的析出,对电芯性 能不利。此外,极片厚度不同时,活性物质与集流体之间 的接触电阻也是不同的,极片越厚内阻越大,电池极化也 就越严重,影响电芯容量。 ②极片部分位置出现过压。原因可能是涂布时部分位置厚 度过厚,过压后影响电解液的浸润效果,对电芯的性能也 有很大的影响。易出现析锂现象
所能 尽
可能
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三 辊压影响
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。
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160.7 160.5 159.9 159 159.9 159.1 160 161.1 159.5
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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。
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极片厚度反弹
正极辊压时间-厚度变化表格
时间/h 样本点1 样本点2 样本点3 样本点4 样本点5 样本点6 样本点7 样本点8 样本点9
0.08 157.6 160.1 157.5 158.5 157.2 159.1 158.3 159.8 157.4
目的:辊压是为了提高涂层的密
度,并使电极厚度能符合电池装配 的尺寸。
·保证极片表面光滑和平整,防止涂层表面的毛刺刺 穿隔膜引发短路; ·对极片涂层材料进行压实,降低极片的体积,以提 高电池的能量密度; ·使活性物质、导电剂颗粒接触更加紧密,提高电子 导电率; ·增强涂层材料与集流体的结合强度,减少电池极片 在循环过程中掉粉情况的发生,提高电池的循环寿命 和安全性能。
0.5 158.1 160.6 158 158 158.4 159 159 160 158
1
160 160.2 159.3 159.4 159.6 158.9 160 161.1 159.3
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160 160.4 159.5 159.5 159.9 159 160 161.1 159
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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,
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极片厚度反弹
正极极片每小时测试厚度反弹曲线图
正极极片每小时测试厚度反弹均值曲线图
小结:正极极片辊压后第1h测试厚度反弹波动在2μm左右,之后8h 内变化较小,24h后为最大值为4μm左右,根据以上数据分析正极 厚度反弹稳定在辊压1h以后,所以厚度检测应在1h以后进行。
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可能
创造
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四 辊压常见问题及解决办法
负极压死析锂
当负极片压实超过其极限时,锂离子来到负极后就会由于负极结构被压坏或
没有充足的嵌入空间而析出在负极表面。负极压死造成的析锂并不像化成接
触不好那样的析锂可以修复,且对电芯的容量、循环皆有致命影响。
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四 辊压常见问题及解决办法
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目录
1
辊压目的
2辊压过程Fra bibliotek3辊压影响
辊压常见问题及解决办法 4
5
辊压工艺要求
6
操作注意事项
所能 尽
可能
创造
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一 辊压目的
一般来说,在材料允许的压实范围内,极片压实密度越大,电池的 容量就能做的越高,所以压实密度也被看做材料能量密度的参考指 标之一。但是一味的追求高压实,不但替身不了电池的比容量,还 会严重降低电池比容量和循环性能。

正负极极片辊压颗粒位移和变形
产过程中辊压后的极片一致性越高越好,
表现为表面平整、色泽一致、无暗斑、反 弹横向厚度、纵向厚度一致性高、厚度小 、褶皱少、无裂边等。
所能
可能

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二 辊压过程
辊压工艺基本过程:辊压时极片送入
两辊缝隙中,在轧辊线载荷作用下涂层被
压实,从辊缝出来后,极片会发生弹性回
所能 尽
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四 辊压常见问题及解决办法
4.极片波浪边严重
波浪边影响: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。 产生波浪边的原因是:当极片在辊压的过程中,活性物质之间相互挤 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,没有活性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。 解决办法: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。
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