锂离子电池极片一次和二次辊压的区别及影响

一、锂离子电池极片辊压概述

极片的辊压是锂离子电池制造过程中的重要环节，其主要目的是将极片厚度和孔隙率控制在设计范围内，提高极片的剥离强度，并降低锂离子的传输距离。通过辊压处理，极片能够更好地适应电池的充放电过程，从而提高电池的能量密度和稳定性。

二、一次辊压与二次辊压的区别

根据材料体系的不同，正极极片经过辊压后反弹较小，而负极极片则反弹较大。因此，对于正极极片，在国内动力电池企业中大都只进行一次辊压。对于负极极片，部分企业则选择进行两次辊压。

一次辊压是指只进行一次辊压处理，以达到设计的极片厚度和密度。这种处理方式简单高效，但在处理过程中，容易造成活性颗粒的破裂和粉化，以及造成孔径分布不均匀，即：极片上方（远离铜箔）的孔径大于极片下方（靠近铜箔）的孔径。    

相比之下，二次辊压则是先将极片辊压至一定厚度，然后再通过第二次辊压达到设计的厚度和密度。这种处理方式能够显著降低活性颗粒的破裂和粉化问题，并且可以使极片中的孔径分布更加均匀。

三、一次和二次辊压对锂离子电池性能的影响

1. 活性颗粒的完整性：活性颗粒是锂离子电池中的主要储能单元，其完整性直接关系到电池的能量密度和稳定性。一次辊压容易导致活性颗粒的破裂和粉化，这不仅会降低电池的能量密度，还会影响电池的寿命和安全性。而二次辊压可以更好地保护活性颗粒的完整性，从而提高电池的性能。

2. 电解液浸润性：电解液浸润性是影响锂离子传输的重要因素。一次辊压后，由于活性颗粒的破裂和孔径分布不均，电解液浸润性可能会受到影响。而二次辊压可以使极片中的孔径分布更加均匀，从而提高电解液的浸润性，降低锂离子传输阻力，提高电池的充放电性能。

3. 阻值：阻值是衡量电池内部电阻的重要参数，阻值过高会降低电池的充放电效率。一次辊压可能导致极片上方和下方的孔径不一致，从而影响阻值。而二次辊压可以改善这一问题，使孔径分布更加均匀，降低阻值，从而提高电池的充放电效率。

4. 电池循环寿命：循环寿命是衡量电池性能的重要指标之一。在一次辊压过程中，活性颗粒的破裂和粉化可能导致电池循环寿命降低。而二次辊压可以更好地保护活性颗粒的完整性，从而提高电池的循环寿命。

公开资料试验结果：涂敷厚度为100um的极片在不同辊压道次下的厚度曲线如下：

道次1：一次压下50um，极片厚度偏差±3.0um。

道次2：分批压下30/20um，极片厚度偏差±1.9um。

道次3：分批压下20/20/10um，极片厚度偏差±1.4um。    

随着辊压道次的增加，极片涂层压实密度逐渐增加，表面厚度更加均匀，一致性逐渐提高。

四、结论

锂离子电池极片的一次和二次辊压处理在厚度控制、活性颗粒完整性、电解液浸润性和阻值等方面存在显著差异，二次辊压能更有效地保护活性颗粒、提高电池性能和提高循环寿命。了解这些差异及其影响，有助于优化锂离子电池的制造工艺。    

来源：锂电池技术知识平台