鋰電池極片制造工藝

鋰電池極片制造一般工藝流程

活性物質(zhì)，粘結(jié)劑和導(dǎo)電劑等混合制備成漿料，然后涂敷在銅或鋁集流體兩面，經(jīng)干燥后去除溶劑形成極片，極片顆粒涂層經(jīng)過壓實致密化，再裁切或分條。輥壓是鋰電池極片常用的壓實工藝，相對于其他工藝過程，輥壓對極片孔洞結(jié)構(gòu)的改變巨大，而且也會影響導(dǎo)電劑的分布狀態(tài)，從而影響電池的電化學性能。為了獲得優(yōu)化的孔洞結(jié)構(gòu)，充分認識和理解輥壓壓實工藝過程是十分重要的。

輥壓工藝基本過程 

工業(yè)生產(chǎn)上，鋰電池極片一般采用對輥機連續(xù)輥壓壓實，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(fā)生彈性回彈導(dǎo)致厚度增加。因此，輥縫大小和軋制載荷是兩個重要的參數(shù)，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，輥壓速度的大小直接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

壓實密度對電化學性能的影響

在電池極片中，電子傳導(dǎo)主要通過，而鋰離子傳導(dǎo)主要通過多孔結(jié)構(gòu)中的電解液相進行，電解液填充在多孔電極的孔隙中，鋰離子在孔隙內(nèi)通過電解液傳導(dǎo)，鋰離子的傳導(dǎo)特性與孔隙率密切相關(guān)。孔隙率越大，相當于電解液相體積分數(shù)越高，鋰離子有效電導(dǎo)率越大。而電子通過活物質(zhì)或碳膠相等固相傳導(dǎo)，固相的體積分數(shù)，迂曲度又直接決定電子有效電導(dǎo)率。孔隙率和固相的體積分數(shù)是相互矛盾的，孔隙率大必然導(dǎo)致固相體積分數(shù)降低，因此，鋰離子和電子的有效傳導(dǎo)特性也是相互矛盾的。 

一方面，壓實極片改善電極中顆粒在之間的接觸，以及電極涂層和集流體之間的接觸面積，降低不可逆容量損失接觸內(nèi)阻和交流阻抗。另一方面，壓實太高，孔隙率損失，孔隙的迂曲度增加，顆粒發(fā)生取向，或活物質(zhì)顆粒表面粘合劑被擠壓，限制鋰鹽的擴散和離嵌入/脫嵌，鋰離子擴散阻力增加，電池倍率性能下降。