鋰電池極片輥壓溫度有什么影響
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2020-10-22 12:48
點(diǎn)擊量：次
極片外表涂層資料的壓實(shí)密度與電池的電化學(xué)功能有很重要的關(guān)系，合理的壓實(shí)密度可有用添加電池的電化學(xué)功能，下降電極的接觸電阻和溝通阻抗，添加參與電化學(xué)反應(yīng)的活性資料面積，然后明顯進(jìn)步極片涂層資料的電化學(xué)功能。鋰離子電池極片制造歸于高精度制造范疇，極片軋制差異于板帶材軋制，板帶材軋制是一個(gè)金屬資料發(fā)作縱向延伸和橫向?qū)捳沟倪M(jìn)程，軋制進(jìn)程中資料密度不發(fā)作改變。而電池極片外表的電極資料是一種孔隙結(jié)構(gòu)，軋制進(jìn)程中正負(fù)極片上電極資料被壓實(shí)，密度發(fā)作改變，極片軋制是一個(gè)孔隙結(jié)構(gòu)被填充，涂層顆粒逐步密實(shí)的進(jìn)程。
極片輥壓的意圖有以下幾點(diǎn)：
1）保證極片外表潤(rùn)滑和平整，防止涂層外表的毛刺刺穿隔膜引發(fā)短路；
2）對(duì)極片涂層資料進(jìn)行壓實(shí)，下降極片的體積，以進(jìn)步電池的能量密度；
3）使活性物質(zhì)、導(dǎo)電劑顆粒接觸愈加嚴(yán)密，進(jìn)步電子導(dǎo)電率；
4）增強(qiáng)涂層資料與集流體的結(jié)合強(qiáng)度，削減電池極片在循環(huán)進(jìn)程中掉粉情況的發(fā)作，進(jìn)步電池的循環(huán)壽數(shù)和安全功能。
此前，鋰電池極片輥壓工藝根底解析（點(diǎn)擊閱覽）文章共享了輥壓根底知識(shí)，有人詢問(wèn)輥壓溫度對(duì)電池極片和電池功能的影響，本次共享一份資料，摘取其中部分說(shuō)明鋰電池極片輥壓溫度的影響。極片輥壓分為冷軋和熱軋兩種方法，現(xiàn)在國(guó)外已經(jīng)廣泛選用熱軋的方法進(jìn)行極片軋制，而國(guó)內(nèi)還是多選用冷軋的方法。與冷軋相比，熱軋主要有以下長(zhǎng)處：
1）能夠削減約50%的極片反彈；
2）利用較小的軋制力即可將極片的厚度壓縮到工藝需求的厚度，軋制力最大可減小62%；
3）增強(qiáng)涂層資料與集流體的結(jié)合力，削減電池在充放電循環(huán)進(jìn)程中掉粉情況的發(fā)作，進(jìn)步電池的循環(huán)壽數(shù)。
劉彬彬等選用LiFePO4作為正極資料，鋰片作為負(fù)極資料，制成扣式鋰離子電池，以面密度、壓實(shí)密度和厚度一致性三個(gè)參數(shù)為目標(biāo)，考察了正極片的軋制溫度對(duì)電池極片和電池電化學(xué)功能的影響。
涂敷厚度為 100 μm 的極片在不同軋制溫度下的厚度曲線，如圖所示，跟著軋制溫度由 20°C 添加為 90°C 再添加為 160°C，極片厚度偏差由±1.9μm 下降為±1.3 μm 再下降為±0.8μm，極片厚度一致性逐步進(jìn)步，這是因?yàn)楦堉茰囟鹊奶砑?，極片涂層變形抗力減小，可塑性變好，使得極片外表厚度愈加均勻。
軋制溫度為20°C 時(shí)，極片涂層外表部分區(qū)域顆粒結(jié)合較為嚴(yán)密，部分區(qū)域還不夠嚴(yán)密，且存在少量微孔；軋制溫度為 90°C 時(shí)，極片涂層外表顆粒嚴(yán)密結(jié)合程度添加，嚴(yán)密結(jié)合區(qū)域添加，微孔數(shù)量在削減；軋制溫度為 160°C 時(shí)，極片涂層外表顆粒嚴(yán)密結(jié)合程度進(jìn)一步添加，嚴(yán)密結(jié)合區(qū)域進(jìn)一步增大，微孔數(shù)量進(jìn)一步削減。軋制溫度的不同改變了涂層的變形抗力，使得極片涂層資料外表具有不同的致密程度。
各樣品電池的庫(kù)倫功率，9#、8#、3#分別為20°C、90°C 、160°C條件下輥壓極片制造的電池。由圖3可見(jiàn)，當(dāng)軋制溫度從 20°C 進(jìn)步到 90°C 再進(jìn)步到 160°C 時(shí)，樣品的庫(kù)侖功率也有所進(jìn)步。庫(kù)侖功率是在同一充放電循環(huán)中放電比容量與充電比容量的比率，極片的厚度一致性進(jìn)步時(shí)電阻就會(huì)下降，庫(kù)侖功率也會(huì)相應(yīng)進(jìn)步。
各樣品的循環(huán)伏安功能曲線，9#、8#、3#分別為20°C、90°C 、160°C條件下輥壓極片制造的電池。由圖可見(jiàn)試驗(yàn)樣品中當(dāng)軋制溫度為 160°C 時(shí)，向上的氧化峰與向下的復(fù)原峰對(duì)稱性較好，峰位差也最小，充電和放電的可逆性也最好，證明庫(kù)侖功率必然也高。
聲明： 本網(wǎng)站所發(fā)布的文章，均來(lái)自于互聯(lián)網(wǎng)，如有侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系刪除。
