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锂电池正极辊压粘辊难题的5M1E系统排查指南——一线工程师实战手册

2025-04-15 09:31
锂电解码
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锂电池产线所有的异常发生后,基本都可以按照5M1E(人机料法环测)这几个维度去进行排查,确保不遗漏任何可疑点。

正极辊压冷辊后出现粘辊现象的排查方法可从以下几个方面进行系统分析(排查思维导图在文末):

一、设备与环境因素排查1.辊面清洁度检查

原因:辊面残留异物(如防锈油、正极材料、粉尘)会导致交叉污染。

排查: 

确认辊压机使用前已用无水乙醇彻底清洁辊面。

检查辊面是否有凹坑或损伤,避免局部黏附。

若设备曾切换正负极产线,需隔离清洁以避免材料污染。

2.环境温湿度控制

原因:车间湿度过高可能导致极片吸水,黏结剂析出黏辊。

排查: 

监控车间湿度。

必要情况下辊压前对极片进行预烘干处理。

二、极片状态检查1.极片烘干是否充分

原因:极片未烘干时残留溶剂(如NMP)或水分会降低黏结剂(如PVDF)附着力,导致黏辊。

排查: 

取样称重法检测极片烘干前后重量差,计算残留溶剂含量(需<0.5%)。

检查涂布烘箱温度梯度(分段控温,避免溶剂蒸发过快导致SBR/PVDF迁移)。

2.极片烘烤过度

原因:烘烤温度过高或时间过长会导致黏结剂(如SBR)上浮至表面,形成高黏性表层。

排查: 

调整涂布烘箱后段温度,降低末段温度(避免黏结剂富集表面)。

检查烘箱抽风频率,确保溶剂挥发速率均匀(避免局部过热)。

三、材料与配方因素1.黏结剂含量与分布

原因:PVDF/SBR含量不足或分散不均,导致颗粒结合力不足,抗剪切性差。

排查: 

检查浆料配方中黏结剂比例(正极PVDF的占比是否有异常)。

通过SEM观察极片表面黏结剂分布(比如是否有SBR漂蓝现象)。

调整匀浆工艺,避免高速搅拌破坏黏结剂分子链。

2.材料批次特性

原因:正极材料颗粒表面粗糙度或粒径分布异常(如团聚体)可能导致局部过压。

排查: 

检测正极材料粒径分布(D50、D90)和比表面积,避免硬颗粒划伤辊面。

分批验证不同批次材料对黏辊的影响。

四、工艺参数优化1.辊压压力与速度

原因:压力过高或速度过慢会增加极片与辊面的接触时间,加剧粘附。

排查: 

逐步降低辊压力至合理阈值。

适当提高辊压线速度,减少极片与辊面接触时间。

2.压缩比与回弹率

原因:压缩比过高导致材料过压,回弹增大后黏附辊面。

排查: 

监控辊压后极片回弹率(建议采用热辊压改善回弹)。

分步辊压(如第一次预压、第二次精压)降低单次压缩应力。

五、黏辊现象的现场应急处理1.临时措施: 

在辊面喷涂PTFE(聚四氟乙烯)涂层或硅油(需后续彻底清洁)。

增加极片收/放卷张力,减少极片与辊面的摩擦停留时间。

2.长期改善: 

采用热辊压工艺。

改用高剥离力黏结剂。

总结排查流程图

  通过上述系统性排查,可逐项排除潜在因素,并结合文档中的改善建议针对  性调整工艺或材料参数。以上内容均为本人日常工作,交流,阅读文献所得,由于本人能力有限,文中阐述观点难免会有疏漏,欢迎业内同仁积极交流,共同进步!参考资料:1.SBR在锂离子电池中的影响,孙仲振2.锂离子电池制片中辊压工序的问题与对策探讨,郝鹏3.热辊压对锂离子电池正极极片性能的影响,吕兆财-End-

       原文标题 : 锂电池正极辊压粘辊难题的5M1E系统排查指南——一线工程师实战手册

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