锂离子电池极片一次和二次辊压的区别及影响

锂电数码书 2024-08-06 16:57:02

锂离子电池的制造过程中,极片的辊压处理是关键步骤之一,其对于电池的性能和寿命有着直接的影响。本文将重点探讨锂离子电池极片一次和二次辊压的区别及其对电池性能的影响。

一、锂离子电池极片辊压概述

极片的辊压是锂离子电池制造过程中的重要环节,其主要目的是将极片厚度和孔隙率控制在设计范围内,提高极片的剥离强度,并降低锂离子的传输距离。通过辊压处理,极片能够更好地适应电池的充放电过程,从而提高电池的能量密度和稳定性。

二、一次辊压与二次辊压的区别

根据材料体系的不同,正极极片经过辊压后反弹较小,而负极极片则反弹较大。因此,对于正极极片,在国内动力电池企业中大都只进行一次辊压。对于负极极片,部分企业则选择进行两次辊压。

一次辊压是指只进行一次辊压处理,以达到设计的极片厚度和密度。这种处理方式简单高效,但在处理过程中,容易造成活性颗粒的破裂和粉化,以及造成孔径分布不均匀,即:极片上方(远离铜箔)的孔径大于极片下方(靠近铜箔)的孔径。

相比之下,二次辊压则是先将极片辊压至一定厚度,然后再通过第二次辊压达到设计的厚度和密度。这种处理方式能够显著降低活性颗粒的破裂和粉化问题,并且可以使极片中的孔径分布更加均匀。

三、一次和二次辊压对锂离子电池性能的影响

1. 活性颗粒的完整性:活性颗粒是锂离子电池中的主要储能单元,其完整性直接关系到电池的能量密度和稳定性。一次辊压容易导致活性颗粒的破裂和粉化,这不仅会降低电池的能量密度,还会影响电池的寿命和安全性。而二次辊压可以更好地保护活性颗粒的完整性,从而提高电池的性能。

2. 电解液浸润性:电解液浸润性是影响锂离子传输的重要因素。一次辊压后,由于活性颗粒的破裂和孔径分布不均,电解液浸润性可能会受到影响。而二次辊压可以使极片中的孔径分布更加均匀,从而提高电解液的浸润性,降低锂离子传输阻力,提高电池的充放电性能。

3. 阻值:阻值是衡量电池内部电阻的重要参数,阻值过高会降低电池的充放电效率。一次辊压可能导致极片上方和下方的孔径不一致,从而影响阻值。而二次辊压可以改善这一问题,使孔径分布更加均匀,降低阻值,从而提高电池的充放电效率。

4. 电池循环寿命:循环寿命是衡量电池性能的重要指标之一。在一次辊压过程中,活性颗粒的破裂和粉化可能导致电池循环寿命降低。而二次辊压可以更好地保护活性颗粒的完整性,从而提高电池的循环寿命。

公开资料试验结果:涂敷厚度为100um的极片在不同辊压道次下的厚度曲线如下:

道次1:一次压下50um,极片厚度偏差±3.0um。

道次2:分批压下30/20um,极片厚度偏差±1.9um。

道次3:分批压下20/20/10um,极片厚度偏差±1.4um。

随着辊压道次的增加,极片涂层压实密度逐渐增加,表面厚度更加均匀,一致性逐渐提高。

四、结论

综上所述,锂离子电池极片的二次辊压处理相比一次辊压具有显著的优势。通过二次辊压处理不仅可以有效避免活性颗粒的破裂和粉化问题,还能使极片中的孔径分布更加均匀,提高电解液的浸润性以及降低阻值。这些优点有助于提高锂离子电池的性能、充放电效率以及循环寿命。因此,在未来的锂离子电池制造过程中,应该更多地关注和采用二次辊压处理技术,以提高产品质量和竞争力。同时,随着科技的不断进步和发展,相信未来还会有更多新的技术和方法被应用于锂离子电池制造领域,推动锂离子电池的性能和安全性进一步提升。

文章来源:锂电池技术知识平台

注:本站转载的文章大部分收集于互联网,文章版权归原作者及原出处所有。文中观点仅供分享交流,不代表本站立场以及对其内容负责,如涉及版权等问题,请您告知,我将及时处理。

0 阅读:4

锂电数码书

简介:感谢大家的关注