《儲(chǔ)能材料與器件智能制造技術(shù)》鋰離子電池極片的生產(chǎn)在鋰離子電池“儲(chǔ)存能量、釋放動(dòng)力”的奇妙過程中，極片作為直接參與電化學(xué)反應(yīng)的核心部件，堪稱電池的“心臟”。無論是新能源汽車的超長續(xù)航，還是儲(chǔ)能電站的穩(wěn)定供能，都依賴于極片精準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與高質(zhì)量的生產(chǎn)工藝。從正極極片承載活性物質(zhì)的高效氧化還原反應(yīng)，到負(fù)極極片為鋰離子提供穩(wěn)定的嵌入脫出通道，極片生產(chǎn)的每一道工序，從漿料涂布、輥壓成型到分切制片，都在微觀尺度上塑造著電池的能量密度、循環(huán)壽命與安全性能。這項(xiàng)融合材料科學(xué)、精密制造與自動(dòng)化控制的生產(chǎn)技術(shù)，已然成為推動(dòng)鋰離子電池產(chǎn)業(yè)不斷革新、滿足全球能源轉(zhuǎn)型需求的關(guān)鍵引擎。極片是鋰離子電池的核心部件之一，由正極和負(fù)極涂覆層與金屬集流體復(fù)合而成，其生產(chǎn)過程直接影響電池的能量密度、倍率性能和循環(huán)壽命。除了漿料制備外，極片的生產(chǎn)還包括涂覆、干燥、輥壓和分切四個(gè)步驟，如圖所示。涂覆涂覆工藝是極片生產(chǎn)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其主要任務(wù)是將事先制備好的電池漿料均勻涂布在金屬集流體（正極用鋁箔、負(fù)極用銅箔）表面，形成具有一定厚度和均勻度的活性材料層，且涂覆層的面密度、涂覆區(qū)的寬度及留白區(qū)（未涂覆區(qū)）尺寸滿足圖紙要求。在實(shí)際生產(chǎn)中，首先采用高精度泵將漿料輸送至涂布設(shè)備；涂覆方式可根據(jù)生產(chǎn)需求選擇間歇涂覆或連續(xù)涂覆，常用的設(shè)備有狹縫涂布機(jī)或刮刀涂布機(jī)。涂覆過程中，控制涂層的均勻性至關(guān)重要，要求涂層重量誤差控制在±1.5%以內(nèi)，避免因局部厚薄不一而出現(xiàn)氣泡或顆粒沉積，從而影響后續(xù)的活性層附著力和電化學(xué)性能。1）面密度：極片表面涂層物質(zhì)在單位面積內(nèi)的質(zhì)量，用以表征正負(fù)極漿料或活性物質(zhì)的涂覆量，直接關(guān)系到電池重量及電池容量發(fā)揮；涂布生產(chǎn)中的關(guān)鍵控制點(diǎn)是涂布面密度（涂布重量）、單雙面錯(cuò)位尺寸和極片表面質(zhì)量2）單雙面錯(cuò)位尺寸：極片涂覆層的A面與B面正反對(duì)照處的邊緣在極片寬度方向上的錯(cuò)位尺寸；錯(cuò)位尺寸應(yīng)控制在一定范圍，避免極片包覆不良；3）極片表面質(zhì)量：涂覆后極片的表面外觀水平；外觀不良通常指涂覆區(qū)（含極耳涂膠區(qū)）劃痕、極片褶皺、留白區(qū)褶皺、顆粒、氣泡等；涂覆干燥涂覆完成后，涂層中的溶劑需要迅速蒸發(fā)，以使活性層完全固化并牢固附著于金屬集流體表面。干燥工藝通常采用熱風(fēng)干燥的方式，通過高溫?zé)犸L(fēng)使?jié){料中的溶劑快速蒸發(fā)。為保證干燥均勻，干燥通道通常分為多個(gè)階段，各段溫度和風(fēng)速分別精確控制。正極材料的干燥溫度一般控制在80-120°C之間，而負(fù)極材料則多在60-80°C左右，具體溫度需依據(jù)所用溶劑的沸點(diǎn)和粘結(jié)劑特性進(jìn)行調(diào)整。同時(shí)，為減少環(huán)境污染和能源浪費(fèi)，干燥過程中產(chǎn)生的溶劑蒸汽會(huì)經(jīng)過專門的溶劑回收系統(tǒng)進(jìn)行回收利用。在磷酸鐵鋰電池的生產(chǎn)中，干燥溫度的精準(zhǔn)控制尤為重要，防止因溫度過高導(dǎo)致粘結(jié)劑降解或活性材料結(jié)構(gòu)改變。輥壓干燥固化后的極片通常存在一定的多孔結(jié)構(gòu)，通過輥壓工藝可進(jìn)一步提高極片的密度和導(dǎo)電性能，同時(shí)增強(qiáng)活性層與集流體之間的附著力。輥壓工序一般采用高精度輥壓機(jī)，通過調(diào)節(jié)輥壓機(jī)的壓力和輥筒溫度，實(shí)現(xiàn)對(duì)極片壓實(shí)密度的精準(zhǔn)控制。三元正極壓實(shí)密度通常要求達(dá)到3.2-3.6g/cm3，而負(fù)極則在1.4-1.8g/cm3之間。輥壓過程中還需對(duì)極片施加適度的張力，防止因過大張力而導(dǎo)致材料破損，同時(shí)確保整個(gè)極片平整無裂紋。特別是在高倍率電池生產(chǎn)中，嚴(yán)格控制輥壓密度能夠在保證導(dǎo)電性能的同時(shí)，兼顧離子擴(kuò)散效率，為電池整體性能提供保障。輥壓輥壓的目的是將涂布后的極片通過輥壓機(jī)輥壓至滿足圖紙要求的厚度規(guī)格，加工過程中配備激光自動(dòng)測厚裝置，實(shí)時(shí)監(jiān)測輥壓厚度。工業(yè)上，輥壓工藝的關(guān)鍵控制點(diǎn)是輥壓厚度、弓形高和極片表面質(zhì)量：1）輥壓厚度：指極片經(jīng)輥壓后的極片厚度，通常用萬分尺進(jìn)行測量；2）弓形高：取一定長度的輥壓后極片，將兩端固定并平整拉伸，測量該段極片彎弧中心與兩端點(diǎn)連線的垂直距離，表征極片輥壓后的延展變形程度；3）極片表面質(zhì)量：輥壓后極片表面質(zhì)量需滿足平整度、厚度一致性、無缺陷、合理孔隙率四大核心要求。表面平整無波浪翹曲、厚度均勻、無暗斑裂邊等缺陷，且活性物質(zhì)與集流體粘接牢固，無明顯掉料。分切輥壓后的極片需要根據(jù)電池設(shè)計(jì)要求進(jìn)行精確裁切，以便后續(xù)電池組裝。分切工藝通常采用高精度分切機(jī)進(jìn)行裁切，要求極片裁切尺寸的誤差控制在±0.1mm以內(nèi)。分切過程中，極片的邊緣必須經(jīng)過清理處理，確保無毛刺或金屬碎屑?xì)埩?，以防在電池組裝時(shí)引起短路或其他安全隱患。特別是在軟包電池的生產(chǎn)中，分切后的極片需與疊片或卷繞工藝精準(zhǔn)匹配，確保電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)的緊密和整體性能的一致性。同時(shí)，分切過程中產(chǎn)生的廢料也會(huì)進(jìn)行分類回收和處理，實(shí)現(xiàn)資源的再利用和環(huán)保要求。極片生產(chǎn)的技術(shù)要求在整個(gè)極片生產(chǎn)過程中，各工序之間的銜接和工藝參數(shù)的嚴(yán)格控制是保證極片質(zhì)量的關(guān)鍵。首先，必須保證涂覆、干燥、輥壓和分切各環(huán)節(jié)的一致性，使得每一片極片在厚度、密度和尺寸上均保持高度一致，從而確保電池在組裝后的性能穩(wěn)定。其次，生產(chǎn)環(huán)境需要保持無塵狀態(tài)，避免雜質(zhì)侵入極片內(nèi)部，影響其電化學(xué)反應(yīng)。最后，優(yōu)化溶劑回收及廢料處理工藝，實(shí)現(xiàn)綠色生產(chǎn)和資源循環(huán)利用，符合現(xiàn)代環(huán)保要求。通過對(duì)涂覆、干燥、輥壓和分切四個(gè)步驟的嚴(yán)格控制和優(yōu)化，極片的生產(chǎn)不僅為鋰離子電池提供了高質(zhì)量的活性層，還為整個(gè)電池系統(tǒng)的高能量密度、長循環(huán)壽命和優(yōu)良倍率性能奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。各環(huán)節(jié)中所采用的先進(jìn)設(shè)備和精密工藝，正不斷推動(dòng)鋰離子電池向更高性能和更高可靠性方向發(fā)展。鋰離子電池極片的生產(chǎn)，是一場在微觀世界里追求極致的“智造”之旅。每一次漿料的精準(zhǔn)涂布、每一回輥壓的力度把控、每一步分切的尺寸苛求，都凝聚著科研與生產(chǎn)人員對(duì)電池性能提升的不懈追求。它不僅是電池制造的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，更是新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要支撐。盡管前行道路上充滿技術(shù)挑戰(zhàn)與環(huán)境壓力，但隨著工藝創(chuàng)新、智能升級(jí)與