涂布工艺对锂电池性能的影响因素主要包括:
(1)涂布过程中如果温度过高容易导致极片龟裂,温度低则极片不能完全干燥,都会造成电池局部极化不一致;
(2)如果涂布面密度小,制成电池后电池容量不能达到标称容量,电池循环性能差;如果涂布面密度大,电池过厚,浪费材料,且可能由于正极过量形成锂枝晶,形成安全隐患;
(3)涂布尺寸过小或过大可能导致锂电池制作过程中负极不能完全包住正极,电池充放电过程不安全,充电过程锂离子从正极出来,没有被负极包住的地方多余锂离子游离在电解液中,电池正极容量不能充分发挥,更有可能因为锂的析出和枝晶生长刺穿隔膜,发生短路;
(4)涂布太厚或太薄影响辊压过程中厚度均匀性;
(5)第二面与第一面定位不齐,出现错位,同样可能造成负极不能完全包住正极的情况。
保证涂布过程中极片厚度、质量的稳定性和一致性,对锂电池性能一致性有重大影响。当然锂电池一致性是相对的,不一致性是绝对的,但可以通过进一步提高工艺参数的精确性来提高单体电池的一致性,提高工艺装备技术水平是目前工作的重点方向,同时要避免人为因素造成的不一致。
知识拓展:涂布干燥原理涂层干燥过程中,随着溶剂分子蒸发,其体积逐渐收缩;收缩情况与溶剂含量密切相关,分为三个阶段。
正常收缩阶段:溶剂蒸发量与涂膜收缩体积相等,使体积收缩的力为范德华力;涂膜始终处于饱和状态。残余收缩阶段:活物质颗粒开始接触,形成固相多孔骨架结构,并转为非饱和态。此时基质吸力Pc起主导作用。零收缩阶段:溶剂含量W进一步减小,固-液吸力迅速减弱,涂膜体积不再随溶剂蒸发而收缩。