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电池极片是一种颗粒涂层组成的多孔复合材料,涂层均匀的涂敷在金属集流体上,极片主要由四部分组成[3]:(1)活性物质颗粒;(2)导电剂和黏结剂混合组成相(碳胶相);(3)孔隙,填满电解液;(4)金属集流体。

锂离子电池工作时电解液渗入多孔电极的孔隙中,在液-固两相界面上进行电极反应,电极结构主要包括组分、孔隙结构、各组分的分散状态及电极厚度及其均一度、比表面积等参数。

极片制造工艺一般流程为:活性物质,粘结剂和导电剂等混合制备成浆料,然后涂敷在铜或铝集流体两面,经干燥后去除溶剂形成干燥极片,极片颗粒涂层经过压实致密化,再裁切或分条。

含水量过高会严重的影响锂离子电池的循环性能,为了锂离子电池的使用寿命需要足够的烘干,将电极的水分除去。不同的材料在烘烤的过程中水分蒸发的特点不尽相同,例如石墨材料和LiFePO4材料,含水量比较干,因此需要稍长一些的烘干时间,并在烘干后尽快使用,避免在空气中暴露过长时间,减少材料吸水。

LiMn2O4材料烘干过程中水分释放不,也需要延长烘干时间,NCM523材料水分相对较少也比较容易烘干,烘干残留水分较少,因此可以适当减少烘干时间。LiCoO2材料水分含量少,也非常容易烘干,因此可以简化烘干制度。

对于常见的聚合物隔膜,由于其本身水分很低,且不易吸水,因此可以不烘干,而玻璃纤维隔膜水分含量很高,并且非常容易再次吸水,因此采用更加严格的烘干制度,并减少其在空气中的暴露时间。

从电池能量密度来看,极片活性物质的压实密度影响电池的能量密度和功率密度。


从电池内阻角度来看,因为极片上活性物质的压实密度和脱落程度影响着电池的欧姆内阻和电化学内阻,从而影响着电池的各种性能。


从电池安全角度来看,极片上活性物质的压实密度均匀性,电池极片滚压造成的表面粗糙度会影响电池负极析锂、正极析铜、尖角放电,从而会造成安全隐患。


从加工状态来看,辊压后极片的理想状态是极片表面平整、在光下光泽度一致、留白部分无明显波浪、极片无大程度翘曲

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