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电池工艺过程中对辊机碾压空箔处容易断箔的问题

电池工艺过程中对辊机碾压空箔处容易断箔的问题

发布时间 : 2016-01-25 浏览次数 : 917
 对于电芯设计越来越苛求的今天,电芯的双面不对称结构越来越普遍,高容量电芯尤为甚,因此在辊压的时候我们越来越多的遇到长间隙的空箔。
     不可避免的我们会遇到断箔的情况,我之所以用不可避免这个词,是因为造成断带的原因在实际当中我们是没有办法去避免的。
     从两个帖子中我们其实可以找到辊压断带的真实原因,在辊压过程中切过边的箔材在空箔处会容易断带,断带呈现崩裂状,断口上翘各部分重叠分开,这个是最典型、最原始 、最常见的断带。
     在我刚进入锂电行业时我的上司跟我说到断带时总会说到箔会被压断,然而实际中我非常不理解这个“压断”,因为从字面上理解是压力过大将箔材挤压变形最终承受不了牵引力而导致断带,然而如果真的是这个原因,那么自始至终力的方向始终只存在于牵引方向,并且箔材的形变一定是连续的,在被压断之前,同棍位的铜箔应该有同位压痕或者是异位压痕,不可能在一个位置变化的那么突然而其它位置的压力不变,因此我对此说法一直存有疑虑。
     直到前不久,与产线上工人的一次交谈令我猛然醒悟,令箔材崩裂的原因的确是箔材方向的应力变大所致,但应力增大的来源应该是认清问题的关键:我们知道箔材和辊的表面是比较光滑的,当两个金属表面过于光滑又相互挨得很近的时候会出现什么现象?小时候我们就知道两块磨的很光的金属紧紧的靠在一起,我们就很难把它分开,原因就是金属原子之间的引力。当辊与铜箔接触面都非常平彼此又很接近的时候就容易产生很大的原子引力,但这是辊压根本不可避免的,这也是为什么间隙越小、压力越大越容易断箔的原因所在。然而不是每段箔材与辊之间的原子引力都会很大,只有极端情况才会出现,并且这是个几率偶然事件,几率是一定的,但出现的时间是偶然的。
      我们假设A处因为原子引力非常的大,那么它几乎就可以认为是粘在辊上的对应位置,随着辊的位置上升,实际箔材后端走过的距离是圆弧路径,然而前端走过的路径是圆弧在平面上的投影,但收卷辊的速度与前端应该是一致的,因此后端也应该走圆弧路径才能保证正常收卷,此时后端的箔材被抬高、拉长,与水平呈一个很小的倾角,最终这个角越来越大,箔材的弹性形变越来越大,其内部的应力越来越大,最终超过箔材的抗拉极限,造成箔材崩裂,因为其与水平的倾角是正的,因此这个应力的垂直分量永远是向上的,因此崩裂后的重叠卷纹一定是向上的。
      这也是为什么明明有涂敷的部分比基材厚但断箔总出现在空带处,实际操作中,我们可以就可以按这个思路来办。
最直观的办法是:1 采用抗拉强度比较高的箔材  2 虽然这个断带不是主要由牵引张力引起的但跟其大小绝对有关系,因为径向应力就等于牵引张力加上弹性形变的应力,如果初始牵引张力更小,那么其形变的的应力就可以更大,更不容易被拉断。至于这个牵引张力具体调节那就需要实地操作摸索。
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