リチウム電池の製造に及ぼすリチウム電池電極の厚さ反発の影響と制御方法

リチウムイオン電池の製造工程において、電極製造は前段階に属し、工程全体で重要な位置を占めています。電極の品質は、リチウム電池の中間組み立てプロセスに関連しており、後部セグメントとリチウム電池の電気化学的性能にも影響を与えます。

実際の製造では、数時間後または他のプロセスの後、ローラー圧力後のポールの厚さに比べてポールの厚さが増加することがあります。これがポールのリバウンドです。電極はさまざまな段階にあり、その厚さのリバウンドの理由（ローラー圧力のリバウンド、ドライリバウンド、充電と放電のリバウンドなど）が異なります。最も根本的な理由は、圧縮密度の選択が不合理であるということです。

私 。映画のリバウンド

リチウムイオン電池の製造工程において、電極製造は前段階に属し、工程全体で重要な位置を占めています。電極の品質は、リチウム電池の中間組み立てプロセスに関連しており、後部セグメントとリチウム電池の電気化学的性能にも影響を与えます。

ポールピースの製造は、主にスラリーの準備、集電体でコーティングされた生体材料、ポールピースの圧延、ポールピースのスリッターで構成されています。均一に分散したリチウム電池スラリーを、正極および負極集電アルミホイルまたは銅箔にスリット押出タイプまたは予測量転写コーティングヘッドでコーティングし、オーブン内で温度の異なる段階で乾燥させて、スラリー。最初のリチウム電池の電極ポールピースは、水分またはNMP溶媒で形成されています。

コーティングされた電極片の初期多孔度は高く、その接着性は低い。電解質の浸透、生体粒子間の大きな接触抵抗、リチウム電池の使用中に生体から液体が容易に分離するなどの欠点があり、リチウム電池の電気化学的性能に深刻な影響を及ぼします。演奏する。したがって、コーティングの完了後、電極はその性能を向上させるためにロール圧力プロセスを経る必要があります。

コーティングから圧延まで、ポールピースは厚いものから大きなものへと薄くなり、気孔率が減少するプロセスを経ます。私たちが期待する電極パッドは、正と負の活物質粒子の形態に基づいており、適切な多孔性と最小の界面接触抵抗を備えています。以上のことから、ポールピースの厚みが薄いほど良いということです。しかし、実際の生産では、数時間後や他の工程を経てポールピースが見つかる場合があり、ポールピースの厚さは圧延後よりも厚くなります。シートの厚みが増し、ポールピースのリバウンドになります。ポールピースはさまざまな段階にあり、厚さのリバウンドの理由（ロールリバウンド、ドライリバウンド、チャージおよびディスチャージリバウンドなど）が異なります。最も基本的な理由は、圧縮密度の選択が不合理であるということです。 。

通常の状況では、原材料サプライヤーはリチウム電池会社にさまざまな最大圧縮密度を提供します。この圧縮密度の範囲は、真密度、材料組成、材料の硬度などのパラメーターに基づいています。圧縮密度が大きすぎるか小さすぎるかを選択するのは正しくありません。小さな電極の気孔率は圧縮密度が高く、生体粒子同士の接触が近くなく、電池の内部抵抗がリチウム電池の電気化学的性能に影響を与えます。圧縮密度が大きすぎると、生体構造に損傷を与える可能性があり、粒子間に十分なギャップがなく、内部反発力が大きすぎ、ローラーの圧力後に厚さが跳ね返ります。

II。リチウム電池の生産に及ぼす分極の影響

ローラー圧の後に膜厚がわずかに反発するのも正常ですが、反発値が大きいと、コアパッケージや中央部のバッテリー性能に影響を与える可能性があります。ローラー圧力後、電極は1〜2時間後にリバウンドし続け、その後、厚さの値は安定する傾向があります。ローラー圧力後の固定媒体ポールの厚さの変化を考慮することに加えて、ポールはベーキング後にリバウンド値の変化もあります。コアシェルまたはアルミニウムプラスチックフィルムがカプセル化された後、電解質が内側に注入された後、電解質の浸透により、溶媒分子は電極粒子の空隙に入り、電極の内部空間を占有し、その結果、電極の内部空間が増加します。電極の体積。また、全体の厚みが増します。リチウム電池の使用中、電解質が分解してガスが発生し、リチウムイオンが埋め込まれていない電極シートが膨張するため、電池全体の厚さが電池の設計値を超え、ドラムパケットが現れることがあります。安全上の問題を引き起こします。

III。ポーラーフィルムのリバウンドを制御する方法

1.適切な圧縮密度を選択します

極性リバウンドの場合は、適切な圧縮密度値を選択します。適切な圧縮密度値を選択することによってのみ、バッテリーの電気化学的特性とバッテリーの厚さを考慮することができます。例えば、極性Ａ圧縮密度３．７５ｇ ／ ｃｃ、極性Ｂ圧縮密度３．８５ｇ ／ ｃｃ、および極性Ｃ圧縮密度３．９５ｇ ／ ｃｃの３種類の圧縮密度正極性錠剤が使用される。乾燥とプリチャージの後、対応する位置での電極の厚さがテストされ、ローラー圧力に対する電極の厚さの反発率が計算されます。

電極のコンパクト密度が高くなると、プリチャージ前の電極のリバウンド厚さが大きくなります。より低い圧縮密度（3.75 g / cc）ではありますが、ベーキング後のプリチャージ前の厚さの反発率は最小で、2.33％です。ただし、プリチャージ後、極Aの厚さのリバウンド率はポールBの厚さのリバウンド率を超えます。プリチャージプロセス中に、リチウムイオンは正極材料から除去され、電解質を介して負極に埋め込まれます。電極Ｃの場合、粒子間の接触が近く、電解質の浸透がより困難であり、プリチャージ中にリチウムイオンを正極から埋め込まれた負極材料にうまく除去することができない。同時に、粒子間に応力除去があるため、電極Cのリバウンド率が最も高くなります。圧縮密度電極Aが小さすぎると、A内の粒子同士が密着していないため、気孔率が大きくなり、電極間の隙間に電解質が入り、電極の厚みが大きくなります。したがって、適切な圧縮密度を選択することが重要です。

2.ローラー圧力プロセスを改善する

生体材料の最良の圧縮密度は、リチウム電池の電気化学的性質のテストによって確認されました。その後、実験計画値と実際のローラー圧力値が一致するように、ロール圧力プロセスのローラー圧力精度を改善する必要があります。ロール圧の精度を向上させ、極板の反発値を低減するために、1つは2番目のロール圧を使用し、もう1つは熱間ロールプロセスを使用します。

リチウム電池の製造過程では、ローラーの圧力が比較的速いため、異なる材料の反発特性も異なります。多くの場合、1つのローラー圧力では、電極の厚さ、圧縮密度、および品質の要件を満たすことができません。 2番目のローラー圧力は、ローラー圧力の精度を効果的に向上させることができます。問題。一般に、二次ロール圧は、2時間のロール圧の後に乾燥室で実行する必要があります。 2時間の間隔は、電極が十分に長い時間弾性変形を持ち、安定した状態を維持することを保証するためのものです。

プレート熱間圧延プロセスも、プレートのリバウンドを低減するための効果的なソリューションの1つです。熱間圧延プロセスの主な目的は次のとおりです。

1ポールから水分を取り除きます。

2圧延後の表面材料の反発率を減らすために、熱間圧延は電極の反発を約50％減らすことができます。

3電極の内部応力が減少します。これは、切断または膜切断プロセスが実行されると、電極が内部応力の解放により蛇行、反転、およびその他の望ましくない現象を引き起こすことが多いためです。

4電池材料の接着剤は、電極の熱間圧延中に溶融状態になるため、活物質と収集液との接着力を高めることができます。そうしないと、ローラーが押されたときに膜層が簡単に脱落し、粉末から脱落する可能性があります。

電池電極の変形抵抗を低減し、電極上の活物質の構造が破壊されないようにすることで、活物質の吸収指数を向上させることができる。

熱間圧延技術には主に2つの方法があります。1つは電極を加熱してローラーに押し込むことです。電極はロール圧の前に摂氏180度に加熱され、次にロールされます。電極の厚さは±2ミクロンに制御できます。別の方法は、ローラープレスのローラーを加熱してロール圧力を実行することです。この種のホットロール技術では、ローラー内の温度分布とローラーの加熱の問題を考慮する必要があります。

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