熱線電話:0755-23712116
郵箱:contact@shuangyi-tech.com
地址:深圳市寶安區沙井街道后亭茅洲山工業園工業大廈全至科技創新園科創大廈2層2A
關于疊片中的“極耳翻折”、“極片掉片”、“極芯短路”等問題層出不窮,影響電池性能的發揮。
1,極耳翻折
疊片式鋰離子電池,正極耳彎折對電池性能影響較小,負極耳彎折則會造成電池內 部短路,進而造成低壓甚至著火,其原因是,極耳彎折的負極片腐蝕溶解,銅金屬 在相鄰負極片邊緣析出,刺破隔膜導致內部短路。
由于極片在運輸過程中,極耳受自身重力以及極片過輥包角的影響,易導致極耳翻折,在極片運輸過程中增加極耳導向組件、極耳翻折的檢測機制確保極片在進入疊片前的狀態
2,極片掉片
( 1)極片掉片最直接會影響生產效率,疊片的生產效率是其劣勢,輔助時間越長,效率自然掉落。
(2)在一定程度增加了掉落極片如何處理問題,同時掉落數量與成本直接關系。
極片真空吸板在極片取料搬運過程中易出現破空,導致極片吸不穩。
通過優化極片取料真空吸板的內部結構,增強取料吸板的吸力,同時縮短極片取料的起破空時間,達到高速穩定的取片效果。
3,極芯短路直接涉及電池安全性能。
極組短路主要影響因素為:粉塵、碎屑、極片對齊度不良、極片毛刺等。
通過優化極片制極耳處、極片裁切處、極片流轉搬運處的粉塵控制,通過優化吸塵管路、吸塵口處的風量設計,采用一拖二的風機布局,降低能耗的同時控制疊片的過程粉塵。
毛刺和粉塵
極片毛刺是指極片沖切所產生的斷面基材拉伸,彎曲。行業內對極片毛刺的普遍標 準是Vh≤15μm(以集流體表面為基準計算); Vk≤15μm (以極片邊緣為基準計算)。
極片粉塵是指極片沖切所產生的涂層顆粒或基材碎屑。行業內暫時還沒有對粉塵顆 粒的大小形成標準,只是對極片掉粉后漏箔的區域大小有做要求, L≤4mm (連續出 現); H≤0.2mm (開裂或漏箔)。
在模切和疊片工序中控制沖切時的毛刺大小,減少沖切時產生的粉塵,以及在極片 轉運過程中避免毛刺的產生,已成為這兩個工序目前面臨的最主要的難題,而要解 決這些難題,先要了解毛刺和粉塵產生的原因。
極片毛刺粉塵產生的主要原因有三點:1、沖切方式;2、沖切模具的結構;3沖切 模具的材料及加工精度。
① 、沖切方式
行業中在極片沖切工序,最常用的方式有以下幾種
②、沖切模具沖切極片時毛刺產生的原理:
利用沖頭和下刀極小的間隙對極片進行裁切,間隙的大小是影響毛刺的最大因素:
3 、 沖切模具沖切極片時粉塵產生的原理:
上下刀的間隙、壓料板和沖頭的間隙、壓料板壓力的大小及壓料板表面的平面度是 影響掉粉的幾大因素。要保證模具各零件的間隙,首先,要選擇好模具材料,其次,要保證加工精度。
a: 上下刀的間隙:間隙小時,由于擠壓作用加劇,對極片的沖裁力增大,對表面涂 層擠壓增強,涂層開裂、從基材上剝離、脫落。壓料板托料時還會造成斷面和沖頭 的二次摩擦。
b: 壓料板和沖頭的間隙:間隙過大時,無法壓住斷口邊的涂層,裁斷時造成的涂層 擠壓無法壓住。間隙過小時,有摩擦沖頭的風險。
c: 壓料板壓力的大?。和繉颖粩D壓時,壓料板壓力大于擠壓張力,可有效減少涂層 開裂、從基材上剝離、脫落等問題。
d:壓料板平面度:如果平面度不好,對斷面的壓實效果不均勻,會出現不連續的涂 層開裂等問題。
4 、 沖切模具的材料及精度:
a:沖壓模具工作時要承受沖擊、振動、摩擦、高壓和拉伸、彎扭等負荷,工作條件 復雜,易發生磨損、疲勞、斷裂、變形等現象。因此,對模具工作零件材料的要求 比普通零件高,常用材料:
b: 模具精度可分為加工精度和裝配精度,常用的精加工設備有油割、坐標磨等,加 工精度可做到0.001mm, 可達到刀口間隙0.002mm 的精度要求,裝配精度需要靠 定位銷及裝配經驗實現,需要經驗及技能較高的裝配人員。
5、極片流轉過程中的碰撞及摩擦:
現階段采用的設備連線方式為模切機+極片料盒輸送+疊片機。
缺點:極片沖切完進入料盒,經過輸送進入疊片機,疊片機從料盒中取片,過程中 無法避免極片和料盒的碰撞和摩擦,造成極片的掉粉和集流體的變形,是極片不良 的潛在風險。
毛刺粉塵解決方案
了解了毛刺和粉塵產生的原因,解決方案可從以下幾點入手:1、優化現有模具結 構;2、改善模具材料;3、提高模具制造和裝配精度;4、改進模切疊片設備工藝;
① 、對現有模具的優化
沖切模具結構的穩定性,直接決定了毛刺和掉粉能不能做到可控,現在行業中最常 用的結構有以下幾種:
卷繞用極片模切模具
由于卷繞式模切機工藝的特殊性,常用的導柱模具無法將導柱均布,只能制作成沖 頭懸臂式,導致上模沖壓點和重心無法重合,模具整體穩定性較差,靠刀模具從根 本上解決了上述問題,且成本相對還較低,會是將來重點選用的模具。
沖切模具結構的穩定性,直接決定了毛刺和掉粉能不能做到可控,現在行業中最常用的結構有以下幾種:
疊片用極片模切模具
低速模具也是采用沖頭懸臂式的結構,主要在實驗線上使用,高速模具導柱分布均 勻,結構穩定,是產線上主流的模具。
②、模切疊片一體機是終極解決方案
模切疊片一體機在極片沖切完之后可直接進入疊片平臺,避免極片和料盒的碰撞和 摩擦,徹底解決極片不良的潛在風險。