辊压断带原因解析

辊压工序是锂电池生产的一道重要工序,辊压是为了压实极片,提高能量密度,增强活性物质与集流体的粘接强度。但是辊压过程中往往出现断带的情况。本文将对其所有可能原因进行解析。如有其他未考虑到的原因,欢迎评论区补充。

一. 材料自身问题

1.铜 / 铝箔基材厚度不均或存在暗纹:厚度不均与暗纹致基材强度不均,辊压时应力集中易引发断带。

2.极片涂层干燥不充分:干燥不充分残留溶剂使涂层脆性大,辊压时易开裂并扩展导致断带。

3.活性物质与粘合剂配比失衡:配比失衡致涂层内聚力不足或脆性增大,辊压时易开裂扩展引发断带。

4.极片边缘毛刺未处理:极片边缘毛刺未处理形成应力集中点,辊压时裂纹从毛刺处扩展导致断带。

5.基材表面氧化 / 污染:基材表面氧化层脆化或污染物削弱结合力,辊压时易分层开裂致断带。

6.涂层厚度超差(局部过厚):涂层局部过厚致辊压时应力集中,涂层开裂并扩展最终引发断带。

7.极片存放环境湿度过高:基材吸水膨胀后强度下降,易发生辊压断带

8.涂布敷料表面小颗粒:涂布敷料表面小颗粒形成应力集中点,辊压时引发涂层开裂并扩展导致断带。

9.涂布过程出现气泡凹坑:涂布敷料气泡凹坑形成局部结构缺陷,辊压时应力集中致裂纹扩展引发断带。

10.箔材张力不均:箔材张力不均使局部应力超限,辊压时易撕裂延伸致断带。

11.极卷留白拉伸异常:极卷留白拉伸异常使箔材局部变薄、强度下降,辊压时应力集中引发断带。

12.涂布表面暗痕:涂布表面暗痕形成局部强度薄弱区,辊压时应力集中致裂纹扩展引发断带。

13.浆料自身压实差:浆料自身压实差致涂层结构疏松,辊压时应力集中易引发开裂扩展导致断带。

14.活性物质颗粒过大或团聚:活性物质颗粒大或团聚致涂层结构不均,辊压时应力集中破裂引发断带。

二.工艺参数设置

15.辊压压力过高:辊压压力过高使材料应力超限,结构破坏致断裂延伸引发断带。

16.辊压速度过快:辊压速度过快致材料形变不充分、热量积聚,应力集中易引发断裂扩展致断带。

17.张力参数设置过高:张力参数设置过高使材料承受过度拉伸应力,结构破裂引发辊压断带。

18.极片辊压前含水率未达标:极片辊压前水含量高易导致辊压时蒸汽逸出,涂层结构破坏应力集中引发断带。水含量高也会导致粘辊,进而引发断带。

19.辊缝平行度偏差:辊缝平行度差致极片受压不均,局部应力超限引发涂层收放卷张力梯度设置不当

三.设备与机械问题

20.辊面划痕、凹坑或锈蚀:辊面划痕、凹坑或锈蚀致极片受压不均,局部应力集中或划伤极片引发涂层破裂扩展致断带。

21.辊压机轴承磨损:导致辊轴跳动或振动,继而引发断带。

22.张力传感器漂移:张力传感器漂移致张力监测失准,控制系统误调使实际张力超限,材料拉伸断裂致断带。

23.传动齿轮磨损卡顿:传动齿轮磨损卡顿致辊筒转速波动,极片受力突变应力集中引发断带。

24.导辊表面粘附异物:导辊表面异物致极片受压不均,局部应力集中引发涂层破裂扩展导致断带。

25.辊压前后张力异常:辊压前后张力失衡致材料受力突变或持续超限,拉伸应力超过强度极限引发断带。

26.胶辊磨损:胶辊磨损会从表面平整度、弹性缓冲及间隙均匀性三方面影响辊压断带

27.机台基座异常:机台基座不稳或变形致辊筒偏移振动,极片受压不均或张力突变引发断带。

四.环境因素

28.车间湿度过高:车间湿度过高使极片吸水强度下降,设备受潮运转异常,致辊压时断裂。

39.车间粉尘污染:车间粉尘污染使辊面附着异物或设备运转受阻,致极片受压 / 张力异常断带。

五.人员操作

30.辊压模具安装错位,导致极片局部受压过载

31.操作员误设参数

32.操作人员未清理辊面异物

33.极片收卷不齐,辊压时进料偏移

34.设备启动时升速 / 升压过快,冲击极片结构