锂电池极片辊压工艺基础解析

锂离子电池极片生产一般工艺流程为：活性物质，粘结剂和导电剂等混合制取成浆料，然后涂敷在铜或铝集流体两面，经潮湿后除去溶剂构成极片，极片颗粒涂层经过压实颗粒化，再行剪裁或分条。辊压是锂电池极片最常用的压实工艺，相对于其他工艺过程，辊压对极片孔洞结构的转变极大，而且也不会影响导电剂的产于状态，从而影响电池的电化学性能。

为了取得线性规划的孔洞结构，充分认识和解读辊压压实工艺过程是十分最重要的。辊压工艺基本过程工业生产上，锂电池极片一般使用对辊机倒数辊压压实，如图1右图，在此过程中，两面涂敷颗粒涂层的极片被送到两辊的间隙中，在轧辊线载荷起到下涂层被压实，从辊缝出来后，极片不会再次发生弹性泡泡造成厚度减少。因此，辊缝大小和轧制载荷是两个最重要的参数，一般地，辊缝要大于拒绝的极片最后厚度，或载荷起到能使涂层被压实。

另外，辊压速度的大小必要要求载荷起到在极片上的维持时间，也不会影响极片的泡泡，最后影响极片的涂层密度和孔隙率。图1极片辊压过程示意图在轧制速度Vcal下，极片通过辊缝时，线载荷可由式（1）计算出来：其中，qL为起到在极片上的线载荷，FN为起到在极片上的轧制力，Wc为极片涂层的宽度。辊压过程极片微观结构的演进通过辊缝，极片被压实，涂层密度由初始值ρc，0变成ρc。

压实密度ρc可由式（2）计算出来：其中，mE为单位面积内的电极片重量，mC为单位面积内的集流体重量，hE为电极片厚度，hC为集流体厚度。而压实密度与极片孔隙率涉及，物理上的涂层孔隙率εc,ph可由式（3）计算出来，其含义为颗粒内部的孔隙和颗粒之间的孔隙在涂层的体积分数：其中，ρph为涂层各构成材料平均值物理真为密度。

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