鋰電池正極輥壓粘輥難題的5M1E系統(tǒng)排查指南——一線工程師實(shí)戰(zhàn)手冊(cè)
關(guān)鍵詞: 鋰電池 異常排查 輥壓 黏輥 工藝參數(shù) 電子
鋰電池產(chǎn)線所有的異常發(fā)生后,基本都可以按照5M1E(人機(jī)料法環(huán)測(cè))這幾個(gè)維度去進(jìn)行排查,確保不遺漏任何可疑點(diǎn)。
正極輥壓冷輥后出現(xiàn)粘輥現(xiàn)象的排查方法可從以下幾個(gè)方面進(jìn)行系統(tǒng)分析(排查思維導(dǎo)圖在文末):
一、設(shè)備與環(huán)境因素排查1.輥面清潔度檢查
原因:輥面殘留異物(如防銹油、正極材料、粉塵)會(huì)導(dǎo)致交叉污染。
排查:
確認(rèn)輥壓機(jī)使用前已用無(wú)水乙醇徹底清潔輥面。
檢查輥面是否有凹坑或損傷,避免局部黏附。
若設(shè)備曾切換正負(fù)極產(chǎn)線,需隔離清潔以避免材料污染。
2.環(huán)境溫濕度控制
原因:車間濕度過(guò)高可能導(dǎo)致極片吸水,黏結(jié)劑析出黏輥。
排查:
監(jiān)控車間濕度。
必要情況下輥壓前對(duì)極片進(jìn)行預(yù)烘干處理。
二、極片狀態(tài)檢查1.極片烘干是否充分
原因:極片未烘干時(shí)殘留溶劑(如NMP)或水分會(huì)降低黏結(jié)劑(如PVDF)附著力,導(dǎo)致黏輥。
排查:
取樣稱重法檢測(cè)極片烘干前后重量差,計(jì)算殘留溶劑含量(需<0.5%)。
檢查涂布烘箱溫度梯度(分段控溫,避免溶劑蒸發(fā)過(guò)快導(dǎo)致SBR/PVDF遷移)。
2.極片烘烤過(guò)度
原因:烘烤溫度過(guò)高或時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致黏結(jié)劑(如SBR)上浮至表面,形成高黏性表層。
排查:
調(diào)整涂布烘箱后段溫度,降低末段溫度(避免黏結(jié)劑富集表面)。
檢查烘箱抽風(fēng)頻率,確保溶劑揮發(fā)速率均勻(避免局部過(guò)熱)。
三、材料與配方因素1.黏結(jié)劑含量與分布
原因:PVDF/SBR含量不足或分散不均,導(dǎo)致顆粒結(jié)合力不足,抗剪切性差。
排查:
檢查漿料配方中黏結(jié)劑比例(正極PVDF的占比是否有異常)。
通過(guò)SEM觀察極片表面黏結(jié)劑分布(比如是否有SBR漂藍(lán)現(xiàn)象)。
調(diào)整勻漿工藝,避免高速攪拌破壞黏結(jié)劑分子鏈。
2.材料批次特性
原因:正極材料顆粒表面粗糙度或粒徑分布異常(如團(tuán)聚體)可能導(dǎo)致局部過(guò)壓。
排查:
檢測(cè)正極材料粒徑分布(D50、D90)和比表面積,避免硬顆粒劃傷輥面。
分批驗(yàn)證不同批次材料對(duì)黏輥的影響。
四、工藝參數(shù)優(yōu)化1.輥壓壓力與速度
原因:壓力過(guò)高或速度過(guò)慢會(huì)增加極片與輥面的接觸時(shí)間,加劇粘附。
排查:
逐步降低輥壓力至合理閾值。
適當(dāng)提高輥壓線速度,減少極片與輥面接觸時(shí)間。
2.壓縮比與回彈率
原因:壓縮比過(guò)高導(dǎo)致材料過(guò)壓,回彈增大后黏附輥面。
排查:
監(jiān)控輥壓后極片回彈率(建議采用熱輥壓改善回彈)。
分步輥壓(如第一次預(yù)壓、第二次精壓)降低單次壓縮應(yīng)力。
五、黏輥現(xiàn)象的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急處理1.臨時(shí)措施:
在輥面噴涂PTFE(聚四氟乙烯)涂層或硅油(需后續(xù)徹底清潔)。
增加極片收/放卷張力,減少極片與輥面的摩擦停留時(shí)間。
2.長(zhǎng)期改善:
采用熱輥壓工藝。
改用高剝離力黏結(jié)劑。
總結(jié)排查流程圖
通過(guò)上述系統(tǒng)性排查,可逐項(xiàng)排除潛在因素,并結(jié)合文檔中的改善建議針對(duì) 性調(diào)整工藝或材料參數(shù)。以上內(nèi)容均為本人日常工作,交流,閱讀文獻(xiàn)所得,由于本人能力有限,文中闡述觀點(diǎn)難免會(huì)有疏漏,歡迎業(yè)內(nèi)同仁積極交流,共同進(jìn)步!參考資料:1.SBR在鋰離子電池中的影響,孫仲振2.鋰離子電池制片中輥壓工序的問(wèn)題與對(duì)策探討,郝鵬3.熱輥壓對(duì)鋰離子電池正極極片性能的影響,呂兆財(cái)-End-
