锂电池极片分切是极片加工过程中的常见工序
极片断面毛刺的是分切质量的关键评价指标
一般来说,对分切质量有影响的因素如:极片的物理力学性能、极片厚度、上下成对刀具的侧向压力、上下成对刀具的重叠量、刃口磨损状态、咬入角、圆盘刀精度等。
本文主要对极片的理化性质的影响进行分析。
极片理化性能的影响。一般说,材料的塑性好,剪切时裂纹会出现得较迟,材料被剪切的深度较大,所得断面光亮带所占的比例就大;而塑性差的材料,在同样的参数条件下,则容易发生断裂,断面的撕裂带所占的比例就会偏大,光亮带自然也较小。
案例分析:
问题:
LFP极片遇到如下问题:生产时发现在分切的端面有大量金属屑,除了基地变形,在涂料区存在金属屑分布。如下图所示:
分切原理:
分切结构如下所示:
可以推测:
1 上刀与下刀的夹角易容纳切削时产生的碎屑,后期运转过程中将碎屑刮移到膜片上。
2 LiFeO4体系的极片韧性较其它的好,导致极片在剪切的同时受到横向的拉力,铝箔易拉出碎屑,后期被上刀转移到下方,刮到膜片上。3
3 在剪切的同时,上刀与下刀贴合的较紧,导致切削时的碎屑不能及时排除,停留在下刀表面,后期运转过程中转移到膜片上。(如下图)
基于以上推测:
原因一,若分析成立则在更换新刀的第一圈的前8.5mm处(前咬合位到后咬合位之间的距离)不会产生金属屑,而实际检测时发现第5mm处就有出现金属屑,所以不成立。
原因二,材料物性造成的,需要用不同材料的极片去验证试切。
原因三,刀模需要重点改善。
试验一:
采用不同材料体系进行验证,LCO、LFP、NCM
LFP体系:端面有金属屑
LCO体系:端面无金属屑,但表面非常粗糙
NCM体系:端面有金属屑,但金属屑不像LFP是连续的长条,呈碎末状。
小结:
从以上简单试验中,可以看出,在相同刀模下,材料体系对分切质量具有显著影响。
由此可以看出,在对于不同体系、不同厚度的极片进行分切加工时,要选用针对性的分切参数。
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