钜大LARGE | 点击量:324次 | 2024年02月27日
锂离子电池极片辊压方式有什么?哪个比较好?
锂电池极片辊压工艺中,辊压温度是否对电池极片和电池性能有影响?本次分享一份资料,摘取其中部分说明锂电池极片辊压温度的影响。极片辊压分为冷轧和热轧两种方式,目前国外已经广泛采用热轧的方式进行极片轧制,而国内还是多采用冷轧的方式。与冷轧相比,热轧主要有以下优点:
1)可以减少约50%的极片反弹;
2)利用较小的轧制力即可将极片的厚度压缩到工艺需求的厚度,轧制力最大可减小62%;
3)增强涂层材料与集流体的结合力,减少电池在充放电循环过程中掉粉情况的发生,提高电池的循环寿命。
我们采用LiFePO4作为正极材料,锂片作为负极材料,制成扣式锂离子电池,以面密度、压实密度和厚度一致性三个参数为指标,考察了正极片的轧制温度对电池极片和电池电化学性能的影响。
充电温度:0~45℃
-放电温度:-40~+55℃
-40℃最大放电倍率:1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
图1不同轧制温度下的极片厚度
图1为涂敷厚度为100μm的极片在不同轧制温度下的厚度曲线,如图所示,随着轧制温度由20°C增加为90°C再增加为160°C,极片厚度偏差由±1.9μm降低为±1.3μm再降低为±0.8μm,极片厚度一致性逐渐提高,这是因为随着轧制温度的增加,极片涂层变形抗力减小,可塑性变好,使得极片表面厚度更加均匀。
图2不同轧制温度下的极片涂层材料表面SEM图
图2为不同轧制温度下的极片涂层材料表面SEM图,如图中所示,轧制温度为20°C时,极片涂层表面部分区域颗粒结合较为紧密,部分区域还不够紧密,且存在少量微孔;轧制温度为90°C时,极片涂层表面颗粒紧密结合程度增加,紧密结合区域增加,微孔数量在减少;轧制温度为160°C时,极片涂层表面颗粒紧密结合程度进一步增加,紧密结合区域进一步增大,微孔数量进一步减少。轧制温度的不同改变了涂层的变形抗力,使得极片涂层材料表面具有不同的致密程度。