先來(lái)張圖，如上圖，這是一款時(shí)髦流行的輥壓分切一體機(jī)圖片，通過(guò)把涂布后的極卷，運(yùn)送到輥壓機(jī)，經(jīng)過(guò)雙輥的壓力，把極片壓薄，控制在我們想要的厚度，達(dá)到增強(qiáng)剝離強(qiáng)度、減少離子傳輸距離的效果。

基本原理

則：

因此得到：

注：R為輥的半徑，

=H-h

簡(jiǎn)單的公式計(jì)算，只是讓你明白他們之間的關(guān)系。涂布后極片厚度不變的情況下，輥的直徑越大，極片越薄。極片所需要的厚度，通過(guò)張力控制雙輥來(lái)實(shí)現(xiàn)。

輥壓后的結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，顆粒之間空隙間距更小。輥壓影響克容量、首次庫(kù)倫效率、倍率性能，循環(huán)性能等。

輥壓關(guān)鍵點(diǎn)

1、厚度

影響極片厚度一致性的主要原因有軋輥直線度，輥跳度，輥彎曲等。軋輥直線度影響因素多是由于長(zhǎng)期使用，輥有磨損。輥跳值則是由輥的剛性有關(guān)，剛性越好，輥跳值越小。輥彎曲則是需要張力和軋件的變形抗力共同決定，軋件變形張力越大，輥彎曲越大，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是軋紙片和鐵片，兩者造成的輥彎曲度不一樣。

2、打皺

影響極片打皺的原因主要有導(dǎo)輥水平度和平行度，張力不均，收卷張力等。

輥壓過(guò)輥打皺示意圖

3、PINCH 工藝

主要是為了消除打皺而提出的一種工藝，通過(guò)差速拉伸，使得涂覆區(qū)和極耳區(qū)長(zhǎng)度一致，消除打皺。在輥壓的過(guò)程中，極耳區(qū)比較薄，雙面涂布下是無(wú)法接觸到軋輥，涂覆區(qū)受到輥的壓力，兩邊張力不一致，一般來(lái)講，輥徑越小，極片延展越嚴(yán)重，褶皺越厲害。

4、極片反彈

上一張老圖，如上圖：1塌陷期-2初步作用期-3劇烈作用期-4受控反彈期-5自由反彈期。反彈是一定的，但是反彈率我們希望在可接受的范圍，并且穩(wěn)定下來(lái)，使用輥壓后烘烤(baking)可以加速極片的反彈并讓其盡快穩(wěn)定下來(lái)。

輥壓后測(cè)試

輥壓階段常測(cè)量極片厚度、剝離強(qiáng)度、弧高和延伸率。一般來(lái)說(shuō)，壓力越大，膜片區(qū)延伸就越大。一般控制孤高為±3mm之內(nèi)，延伸率<0.8%。厚度可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，剝離強(qiáng)度需根據(jù)樣本檢測(cè)，如果配備分切設(shè)備，還需要測(cè)量毛刺，允許毛刺長(zhǎng)度<隔膜厚度/2。

極片在輥壓時(shí)的延展性與咬入角的正弦值正相關(guān)。

新技術(shù)

舉個(gè)栗子，上圖為涂敷厚度為 100 μm 的極片在不同軋制溫度下的厚度曲線，如圖所示：隨著軋制溫度由 20°C 增加為 90°C 再增加為160°C，極片厚度偏差由±1.9μm 降低為±1.3 μm 再降低為±0.8μm，極片厚度一致性逐漸提高，這是因?yàn)殡S著軋制溫度的增加，極片涂層變形抗力減小，可塑性變好，使得極片表面厚度更加均勻。

有研究表明，熱輥相對(duì)于冷輥，主要有以下作用:

1、極少極片反彈,能減少約50%;

2、可用較小的輥制力將極片壓至工藝要求的厚度和面密度,最大可減少62%,一般減少35%-45%;

3、減少電池極片粘結(jié)劑微裂紋,提高粘結(jié)劑性能,提高電池循環(huán)壽命,減少因壓力過(guò)大損壞箔材;

4、克服冷輥摩擦溫升造成的極片厚度不一致;

5、熱輥較冷輥制成極片吸液量減少7.31%,內(nèi)阻減少9.46%。

總結(jié)

輥壓是極片成型前最重要的一個(gè)工藝，無(wú)論是在理論上，還是實(shí)際生產(chǎn)中，都會(huì)存在大量的可改進(jìn)項(xiàng)。帶拉升功能的輥壓，減少極片褶皺;熱輥壓，減少極片反彈，增強(qiáng)電池性能;帶彎曲的輥壓，更大程度上控制極片厚度一致性等等等等，都在積極努力的開發(fā)中，相信不久的將來(lái)，任何一個(gè)工廠都能生產(chǎn)出質(zhì)地均勻，光滑不打皺的極片，為動(dòng)力電池制作打好前期攻堅(jiān)戰(zhàn)!