极片在涂布、干燥完成后，活物资与集流体箔片的剥离强度很低，需要对其进行辊压，以增强活物资与箔片的粘接强度，以防在电解液浸泡、电板使用流程中剥落。同期，极片辊压不错压缩电芯体积，提高电芯能量密度，镌汰极片里面活物资、导电剂、粘结剂之间的孔隙率，镌汰电板的电阻提高电板性能。

一、辊压机先容

为了提高电板极片名义材料的密度及厚度的一致性，正负极片在涂布工序之后须进行滚压，此工序称为电板极片的辊压。当今国表里锂离子电板厂家均使用二辊辊压机辊压极片，双辊压机是由两个铸钢压实辊以及电机和传动轴构成。主流机型辊径为500 mm，辊身长度为500 mm～700 mm，辊压出的极片沿宽度地点的厚度一致性较差。为保证厚度一致性的精度要求，轧辊长度与直径比值往往较小，最终导致极片辊压宽度较窄。

图1 极片轧制坐褥线暗意图

而在铜箔、铝箔等箔材制造领域，箔材绝大大批由四辊辊压机辊压制造，名义精度能达到几微米的同期，辊压宽度能达到1 m 以上。可是刻下还莫得四辊辊压机在极片辊压中利用的前例？（

图2 左：二辊辊压机辊系吩咐暗意图 右：四辊辊压机辊系吩咐暗意图

齐全的辊压流程是将涂布完成的极片，固定于放卷机构后，将极片正确穿过双辊间隙，并衔接收卷系统。开启辊压时势后，电机带动高下辊同期动掸，收卷机构拉动极片将稳步穿过辊压间隙，最终被压到所需压实密度。辊压机在非责任景象时需要涂一层薄油层，以防其生锈，在使用前用无水酒精将油层擦干净，并算帐收放卷机构、自动纠偏机构。因此，一个优秀的辊压机必须包含以下八大功能模块：

图3：气液增压泵加压式极片轧机

轧辊压力调养及快速反应功能：滚压机两只轧辊之间的压力调养是提高电板极片活性物资压实密度的必要条目，由于涂布间歇、单双面交错等身分影响，两辊之间的压力调养必须快速反应。

轧辊间隙调养及准确复位功能：滚压机两只轧辊之间的间隙调养是赢得电板极片厚度的必要条目。由于极片涂布模样变化及极片接带的需要，两只轧辊之间的间隙快速调养后需要准确复位。

极片滚压前后张力调养与与快速反应功能：电板极片滚压流程中调养前后张力不错限度电板极片的板型平整度。滚压流程中滚压线速率平淡发生转眼突变，张力限度快速反应是防备断带的蹙迫手艺。

轧辊无级调速与线速率同步功能：电板极片滚压机在启停流程中或凭据工艺需要必须对两只轧辊进行无级变速，同期确保两只轧辊的线速率一致。

极片滚压温度调养功能：调养电板极片滚压温度不错径直影响滚压流程中的电板极片的变形抗力和塑性变形量。

轧辊变形的革命功能：电板极片滚压流程或温度调养流程中，两只轧辊势必存在轴向挠曲变形和径向饱读胀变形，革命轧辊变形径直影响电板极片的厚度均匀性和压实密度均匀性。

极片滚压流程的智能限度功能：跟着极片滚压速率以及自动化进程的不停普及，自动高下料、自动接带、自动加压、自动调隙、在线监测等皆要求闭环限度以致智能限度。

轧辊清洁及关注防备功能：电板极片滚压流程中两只轧辊名义粘粉是常有的事，保抓辊面清洁既不错减少轧辊磨损，还不错提高电板极片名义质地。滚压机便于关注防备也短长常必要的功能。

图4 手动螺旋加压式极片轧机及调辊缝暗意图

实验室平淡使用实验手动螺旋加压式极片轧机，通过设定辊缝值使轧辊在极片上加载压力，莫得特别的 加压安装。因此，一般本色压力比较小，辊压极片压实密度受到限制，何况一般最大辊缝受机械安装限制，一般不成辊压太厚的极片。

另外，极片轧制分为冷轧和热轧两种模样，当今国际也曾平淡接收热轧的模样进行极片轧制，而国内如故多接收冷轧的模样,比拟冷轧，热轧有以下上风：

(1)去除极片的里面的水分; 减少极片的内应力，因为在分切或模切时，减少极片的内应力的开释影响的不良

(2)减少极片的在轧制后的材料反弹;镌汰电板极片的变形抗力，有意于提高活性物资的吸液量。

(3)由于极片在加热流程中材料处于熔融景象：热轧不错加多活性物资与流体之间的粘协力少电板在充放电轮回流程中掉粉情况的发生，提高电板的轮回寿命

在轧制规程方面：可分为一次轧制和屡次轧制。屡次轧制工艺相对复杂，但可减少极片的反弹，极片色泽度好，厚度一致性高。

二、辊压洽商

极片的压实密度对电板的电化学性能有蹙迫影响。在一定范围内，跟着压实密度加多，活性物资粒子间距减小，斗争面积增大，利于离子导电的通路和桥梁增多，在宏不雅方面阐明为电板里面电阻镌汰。但若极片的压实密度太大，活性物资粒子之间斗争进程太邃密，电子导电率加多。但锂离子通谈减少豪迈堵塞，不利于容量的阐明，进行放电时，极化加多，电压镌汰，容量下跌。压实密度太小时，粒子间距大，锂离子迁徙通谈流畅，电解液吸液智商较强，利于电板里面的锂离子迁徙，但由于粒子间斗争进程不够邃密，不利于电子进行导电，在进行放电时，易导致极化加多。

辊压的必要性：极片在涂布、干燥完成后，活物资与集流体箔片的剥离强度很低，此时需要对其进行辊压，增强活物资与箔片的粘接强度，以防在电解液浸泡、电板使用流程中剥落。

轧制的洽商有以下几点：

1）保证极片名义光滑和平整，防备涂层名义的毛刺刺穿隔阂激发短路；

2）对极片涂层材料进行压实，镌汰极片的体积，以提高电板的能量密度；

3）使活性物资、导电剂颗粒斗争愈加邃密，提高电子导电率；

4）增强涂层材料与集流体的集合强度，减少电板极片在轮回流程中掉粉情况的发生，提高电板的轮回寿命和安全性能。

三、极片辊压流程与限度

1.辊压流程

电板极片轧制的流程是电板极片由轧辊与电板极片间产生的摩擦力拉进旋转的轧辊之间，电板极片受压变形的流程。电板极片的轧制不同于钢块的轧制，轧钢的流程是一个铁分子沿纵向蔓延和横向宽展的流程，其密度在轧制流程中不发生变化；而电板极片的轧制是一个正负极板上电板材料压实的流程。电板极片推行滚压时，轧制力不宜过大也不宜过小，应相宜电板极片材料的特征。

#秋实之好意思#

图5 极片密度与轧制力的计划

I区域为第一阶段：此阶段中当轧制力刚开动冉冉加多时，极片的密度便赶快增大，这是因为这一阶段中，电极材料颗粒产生位移，孔隙结构被填充，第一阶段一般也被称为滑动阶段。这一阶段是三个阶段中极片密度加多快率最快的阶段。

II 区域为第二阶段：由于第一阶段中电极材料孔隙结构被填充，极片涂层材料的密度也曾达到定值，在第二阶段中进行极片轧制时出现了一定的压缩变形阻力。与第一阶段比拟，该阶段天然轧制力链接增大，但极片的密度加多快率也曾镌汰。从微不雅上来看，这是因为该阶段内极片涂层材料颗粒的位移也曾很小，可是涂层材料颗粒的大位移迁徙还莫得开动。

III 区域分为第三阶段：当轧制力突出一定大小后，电板极片的密度又开动跟着轧制力的加多而加多，然后加多的速率冉冉镌汰。这是因为当轧制力突出某个值时极片涂层材料颗粒的位移又冉冉开动，极片的密度又开动加多。当轧制力加多到一定值时，由于极片涂层材料变形较为剧烈，变成加工硬化，如果此时链接加多轧制力，极片涂层材料发生进一步变形也曾较为坚苦。因此，终末跟着轧制力的链接加多，极片的密度加多不大，加多幅度也镌汰下来。

二、辊压限度

电板极片轧制的基本机理：电板极片滚压属于粉末轧制，其洽商是提高电板极片活性物资的压实密渡过甚均匀性，提高活性物资的黏效能，提高名义毛糙度。轧制流程深信分量不变定律。

垂直压实与纵向延展：在轧制流程中，两只轧辊对电板极片的压力本色上是垂直压力和水平压力的协力，其大小取决于极片活性物资的压缩量大小和轧辊咬入角。在极片活性物资压缩量一定的前提下，垂直压力和水平压力的大小取决于两只轧辊的咬入角，咬入角大则水平压力大，咬入角小则垂直压力大。压实密度取决于垂直压力大小，纵向蔓延率取决于水平压力大小。

极片压实密度均匀性与名义毛糙度：假定极片涂布厚度是均匀的，则电板极片压实密度均匀性取决于两只轧辊之间斗争母线的平行度，其影响身分主若是轧辊同轴度、辊身圆柱度、轴承精度、汲引刚性沉稳性、轧辊两头的过错调养等极片滚压名义的毛糙度取决于活性物资颗粒大小和轧辊名义的毛糙度。

集流体蔓延与活性物资颗粒滑移：铝箔或铜箔集流体在大辊径轧辊滚压汲引上滚压时很难延展，可是集流体上粘结的活性物资在水平压力的鼓吹下会发生滑移，进而带动电板极片集流体蔓延，蔓延率影响了极片的平整性和导电性。

电板极片局部蔓延压缩与内应力不均：电板极片涂布经涂布厚度存在罪戾，两只轧辊斗争母线平行度也存在罪戾。为此电板极片上的活性物资局部压实密度并不均匀，局部延展与相近压缩并存变成了极片内应力不均匀，进而影响了电板极片板型的平整度。

极片压实密度、蔓延率与辊颈：两只轧辊咬入角大小路直影响了极片活性物资的压实密度和蔓延率，而轧辊辊身直径的大小路直决定了咬入角大小。辊径大则咬入角小，辊径小则咬入角大。

极片滚压厚度反弹与滚压速率和环境湿度：滚压速率慢会减小极片活性物资的弹性变形量，也即是滚压后的厚度反弹量会变小。关联词事实是当滚压速率提高到一定数值时，极片滚压后的厚度反弹量反而变小，这是因为环境湿度变成的。活性物资吸水量不仅影响了活性物资的名义碱性，也影响了厚度反弹量。

极片滚压内应力不均匀与张力限度：极片滚压的流程即是压缩变形与延展变形的流程，此流程中入口张力影响极片的内应力分散，出口张力影响极片的板型平整度。

热滚压与极片的变形抗力：一般说来，物资变形抗力皆会跟着温度升高而变小，塑性变形量也会随之增大。极片热滚压还有意于减少轧辊名义磨损。但就极片冷热滚压的比较一直莫得显然效率，足见极片滚压影响身分的复杂性。

四、辊压流程中存在的问题及处分主见

图6：气液增压泵加压式极片轧机

极片厚度不均匀：引起极片滚压厚度不均匀的身分许多，如极片涂布厚度不均匀、轧辊同轴渡罪戾、轧辊圆柱渡罪戾、轧辊斗争母线回击行、轧辊轴向挠曲变形、辊压汲引的刚性沉稳性差等等。横向厚度不均匀,在极片辊压流程中，常出现测量傍边极片厚度不一致的情况。当极片傍边厚度不一致时，需领先扬弃极片涂布流程中的影响，当测试未辊压的极片傍边厚度一致时，则需要对辊压压力进行傍边迁徙，以保证极片辊压后傍边压实密度一致。在辊压流程中要定时对极片进行测试，以防辊压途中压力发生变动。纵向厚度不均匀,就怕会出现极片经过辊压后，测试极片厚度相宜要求，可是在分切时又出现厚度加多的舒畅。此为极片的反弹舒畅，极片反弹一是极片里面水分较多，而是辊压时速率太快。极片反弹问题不错通过使用热辊工艺和限度辊压速率处分。

极片出现镰刀弯：这种情况主若是两只轧辊斗争母线回击行或极片涂布双方厚度不一样所致。由于角落厚度较中间部位大几微米或十几微米，辊压轧辊压力作用在极片上时，角落厚度大的区域承受更大的轧制力，从而导致极片辊压压实横向密度不一致，变成了极片辊压后翘曲严重，对后续的分切工艺也会产生不利影响。限度翘曲，要道如故要限度极片涂布质地，通过限度浆料名义张力、泵压、走带速率、辊压压力等参数不错灵验减少极片翘曲的情况。天然，是在兴盛盘算推算要求的条目下。

极片出现海潮边:这种情况主若是极片滚压流程中延展率比较大变成的。诱因是辊身直径小、极片滚压前张力小、极片厚度压缩量大、极片涂布双方杰出等等。当极片在辊压的流程中，活物资之间互相挤压，并对铜箔、铝箔施加了一定的压力，则会产生一定的延展。在辊压时，莫得活物资涂覆的部分莫得发生延展，而有活物资的极片在辊压力作用下产生延展，延展不一在外不雅上形成箔带角落的海潮形皱褶，平行的海潮踪迹与箔带默契地点垂直。

极片名义出现暗条纹:这种情况主若是轧辊名义存在振纹、辊身圆柱渡罪戾大、前张力小且不均匀所致。

极片出现卷边:这种情况即是极片蔓延率过大所致。处分程序主若是加大辊身直径、减小极片压缩量、调养极片前后张力等。

极片出现断带:这种情况主若是张力不均匀不沉稳、穷乏张力快速反馈机构、极片涂布角落杰出严重等所致。如在涂布流程中，若在极片名义留有小颗粒等质地不均舒畅，则在辊压时，小颗粒受到双辊压力，便向箔带地点挤压，颗粒体较软的可被碾成粉末继而零星，颗粒体较硬的会挤压箔带，变成箔带破孔以致箔带断裂；涂布流程中，如果极片名义面密度不同，则在辊压流程中会出现一派过辊压而另外一派辊压不及。在极片走带流程中，张力限度疏通的情况下，辊压不及的地方则会出现部分活物资零星以致断箔的舒畅。限度收卷张力，防治大颗粒杂质落到极片名义不错灵验减少极片段裂。

极片双方张力松紧不同:这种情况主若是轧辊轴线与各过棍轴线回击行所致，可调养各辊轴线平行度处分。

轧辊名义出现麻点:这种情况是轧辊名义的疲惫点蚀，主若是轧辊材质及热处理金相组织不均匀，辊面抗疲惫强度差引起的，也和轧辊名义毛糙度计划。

极片滚压厚度反弹:这种情况主若是极片滚压后残余弹性变形量大、环境湿度大所致。不错尝试热滚压、慢速辊压、高速滚压、减低环境相对湿度等门径。

极片板型回击整:这种情况主若是由于极片滚压变形量不均匀、前后张力小且不均匀或极片涂布厚渡罪戾所致。

此外还有一些操作乖张，如测量极片厚度时刮料、问题点莫得实时绚丽等东谈主为乖张，不错通过加强培训提高强项来处分。

五、辊压工艺对电芯的影响

1.辊压对极片加工景象的影响

辊压后极片的理思景象是极片名义平整、在光下色泽度一致、留白部分无显然海潮、极片无猛进程翘曲。可是，在本色坐褥中操作纯属度、汲引运行情况等皆会引起部分问题的产生。最径直的影响是影响极片分切，分切极片宽度不一致，极片出现毛刺；辊压终结影响极片的卷绕，严重的翘曲会变成极片卷绕流程中极片、隔阂间产生较大的闲隙，在热压后会形成某些部分多层隔阂近似，成为应力靠拢点，影响电芯性能。

2.辊压对锂电板的影响

对电板比能量、比功率的影响：凭据法拉第定律电板电极通过的电量与活性物资的质地成正比。极片滚压径直影响了极片活性物资的压实密度，径直影响电板比能量。

对电板能量密度、功率密度的影响：相通是极片活性物资的压实密度径直影响了电板的能量密度和功率密度。

对电板轮回寿命的影响：极片滚压径直影响了活性物资在电板集流体上的黏效能，也就径直影响了活性物资在电板充放电流程中的辩认与零星。进而影响着电板的轮回寿命。

对电板内阻的影响：极片上活性物资的压实密度和零星进程极地面影响着电板的欧姆内阻和电化学内阻，也就径直影响了电板的多样性能。

对电板安全的影响：极片上活性物资的压实密度均匀性，电板极片滚压变成的名义毛糙度等皆会径直影响电板负极析锂、正极析铜、尖角放电。最终酿成安全事故。

6、挂牵

锂离子电板制作流程中有许多的影响身分，处分了每谈工序中可能出现的工艺问题后，将径直减少对坐褥费力的逝世，完善后续的装配、注液、包装等工序的品性和效率，提高最终居品的品性和一致性，镌汰坐褥本钱，继而使锂离子电板居品具有更强的市集竞争力。