锂电池极片辊压断带问题分析
锂电池极片在涂布烘干之后,就会进入辊压工序。极片通过辊压能使得材料之间的颗粒更加紧密,不仅能提高锂电池的性能,还能提高能量密度。
辊压过程一般按照设计的压实密度来压到一定的厚度,另外在一般情况下,辊压后的极片剥离力也更大。
辊压工序,重点关注问题:厚度、外观、毛刺。
有时候,我们在辊压的过程中,会出现断带。辊压断带,不仅降低了工作效率,还限制了该产品的大批量生产。一般在中试阶段出现了多次辊压断带问题,就需要记录下来,改进工艺或设计。
常见的辊压断带问题:
一、设计问题
压实密度设计过大
太大的压实,会使得极片变得脆硬,容易断带。
面密度太高
高面密度,低压实,一般不容易出现断带。高面密度,高压实,很容易断带。
二、材料问题
集流体强度低
集流体强度低(延伸和塑性不足),容易造成断带。具体包括,为了追求能量密度,使用超薄的集流体,例如使用4μm的铜箔,明显增加了断带的几率。集流体质量不过关,厚薄不均匀。
极片涂布厚度不均匀
前段工序涂布过程中,正反面存在厚度差,或者同一面不同区域厚度差较大,容易产生应力,导致断带。一般来料没问题,断带现象随着消失。
三、工艺参数设置不合理
辊压速度过快
这个很好理解;
张力设定不合理
各机架间张力分配不当,或整体张力水平设定过高;
辊系状态不良
轧辊问题:轧辊偏心、辊面磨损不均匀、辊形不良(凸度/凹度不合适)、辊面损伤(划痕、凹坑、粘铝/钢)、轴承损坏导致辊子跳动或卡死;
辊缝设定错误:辊缝设定值或实际值(考虑弹跳)与目标值不符,导致压下量过大或过小;
辊系平行度/水平度偏差: 轧辊轴线不平行或不水平,造成带材单边受力过大或跑偏。
一般小试或中试阶段,就会发现很多问题。
如果遇到频繁断带,我们看是不是设计上出现问题,压实设计过大。如果压实必须设计的这么大,那可以考虑更换质量更好的箔材,或者适当提高箔材厚度。
