电池生产过程中引起隔膜打皱的三个阶段

隔膜作为锂电池重要的组成部分，其可隔绝锂电池的正负极电子导通，防止内短路；另一方面，可为锂离子提供迁移通道，具有电子绝缘性和离子导通性的双重功能。隔膜在现有锂电池中的作用不容忽视，但是在锂电池卷绕或叠片工序中往往会出现一些打皱的问题，本文将从“叠片卷绕工序中的打皱”、“裸电芯烘烤过程中的打皱”、“注液后的隔膜打皱”三个工序点进行浅要的解析。

一.叠片卷绕工序中的打皱

1.张力控制不当（张力控制过大或过小都会引起打皱）

张力过大：隔膜被过度拉伸，导致局部应力集中，堆叠时因应力释放产生褶皱。

在叠片过程中，被过度拉伸的隔膜因极片阻挡无法继续延伸，局部积累的应力突然释放，导致隔膜向未受约束的边缘或间隙处折叠，形成褶皱；卷绕时若内层隔膜张力过大，卷成电芯后内层收缩力大于外层，会迫使隔膜向径向外侧挤压，形成褶皱。

张力过小：隔膜张力过小是锂电池生产中引发褶皱的另一原因，其核心机制是张力不足导致隔膜松弛、受力不均。

卷绕开始时张力过小，内层隔膜未能紧密贴合卷针，外层卷绕时会因内层没有贴合紧产生多余的长度，从而引起褶皱。叠片工序中也会因为张力小，导致隔膜与极片摩擦较低，引起松弛，造成打皱。

2.叠片工艺问题

a.静电吸附

叠片过程中隔膜表面静电会吸附粉尘或碎屑，导致局部受力不均，造成打皱。

b.极片对齐度不够

极片偏移或堆叠不齐会引发隔膜错位，最后形成打皱。

c.卷绕或叠片速度不匹配

速度过快易引发极片受力不均，过慢则导致形变累积，从而造成打皱。

d.吸盘或夹具定位偏差

极片抓取或放置时位置偏移，挤压隔膜边缘，造成局部折叠。

二.裸电芯烘烤过程中的打皱

1.极片与隔膜热膨胀系数差异

极片的热膨胀系数要低于隔膜，隔膜快速收缩，而极片膨胀幅度小，导致隔膜被极片“拉扯”，产生拉伸应力集中。

2.烘烤过程中水分挥发速率不均匀

极片（尤其是正极）在烘烤初期，水分从活性物质内部向表面挥发，形成挥发梯度。若隔膜与极片贴合紧密，
但水分挥发速率又不一致，就会造成隔膜打皱的情况。

3.烘烤阶段升温速率快

在裸电芯烘烤过程中，升温较快，隔膜与极片内部温度梯度大，外层隔膜先受热收缩，而内层极片仍处于低温状态，形成内外层应力差。水分在高温下快速汽化，来不及从电芯边缘排出，在内部积聚形成蒸汽膨胀力，顶起隔膜产生泡状褶皱。

三.注液后的隔膜打皱

1.极片吸液膨胀导致隔膜承受压力

当极片吸收电解液会出现轻微膨胀，叠片电芯中，相邻极片膨胀会挤压中间隔膜，若隔膜横向延展性不足，会因受压产生折叠式褶皱。卷绕电芯中，极片膨胀使卷芯径向尺寸增大，外层隔膜被拉伸，内层隔膜因空间受限堆积褶皱。

2.隔膜吸液后力学性能变化

电解液浸润隔膜后，表面摩擦系数降低，极片与隔膜间附着力下降，易因相对运动产生滑动褶皱。

小结：总之，不管在哪个工序出现隔膜打皱的问题，核心点就在于隔膜与极片的贴合出现了问题。其中在叠片和卷绕阶段因为张力问题导致的隔膜打皱最为常见，因此需要调节合适的态张力控制、温度管理等综合手段，才能有效抑制褶皱，提升电芯良率与安全性。