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    锂离子电池正极辊压加热退火消褶技术

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    锂离子电池正极辊压加热退火消褶技术

    发布日期:2021-10-13 作者: 点击:

    锂离子电池正极辊压加热退火消褶技术

    1、锂离子电池的极耳设计

    在电池日,特斯拉推出了一种无极耳圆筒卷绕电池,所谓无极耳就是不需要额外的极耳引流,直接把非涂层箔材弯曲到电池壳上。该电池的设计减少了内阻,并改善了电源性能。


    叠片电池实际上相当于数十个小电池并联,通过电子传输至各个电极极耳部,大大降低电池集流体的欧姆内阻,其倍率性能远优于卷绕。


    对于高倍率放电,极耳结构不同,其设计方法也有所不同。当带有卷绕结构的锂离子电池极耳在一侧时,的分布如图2a所示。在离极耳Z远端xn处流出的电流,要经过x1-xn段,x3段外流的电流必须经过x1-x2-x3段……,外部放电电流为I,每个分段的反应电流都为Ia,流经x1段的集流电流为n.Ia,流经x2段的集流电流为(n-1).Ia,流经x3段的集流电流为(n-2).Ia,流经xn段的集流电流为Ia。


    对集流体的每一段,计算电流经过集流体的欧姆热量


    在公式中:ρ是集流体电阻率,dx为每段长度,A是集流的横截面面积。可以用下式计算集流表面总热量Q,并计算集流表面的热等效内阻R。


    电流场在极耳位于极耳片中部时的集流分布见图2b。同理,集流热积分也被用来计算集流的内阻。

    中拉退火装置

    中拉退火装置极耳位置的对比可以看出,集流体的内阻只有一边时的1/4,而当电极宽度不变时,集流体的阻值与其长度成正比。


    卷绕结构的锂离子电池可在电极极片上多焊接几个极耳,这样在高倍率放电初期,电池内部就会有多个区域内阻较小,电流密度较大,反应速度较快,从而缓解单极耳情况下的剧烈反应。


    常规极耳结构多采用等间距的涂覆极耳,即在极耳(集流器)一侧等间距分布的极耳位置上,间歇涂布器则留出极耳位置。这种设计简单易操作,但在后续的卷绕生产过程中,随着卷芯直径的增加,极耳在卷芯端部的分布越来越密集。


    另外,采用多极耳片将使电池额定容量下降,并且,极耳数增加,将增加铝塑膜的热封难度,铝塑膜与极耳之间易发生预封不良现象,造成电池发生短路、胀气、漏液等隐患。


    为此,卷绕式电池组也有全极性的耳极片设计,以极耳的角度改善电池的功率特性,使电流密度分布均匀,如图1所示的圆柱电池。方格的具体极片设计如图3所示,正极极片在涂敷正极材料(30)时,一边边缘没有涂布的侧边(15),而负极片负极材料(40)时留白的一侧边(14)都作为极耳焊接在正负极导流体上,正负极片通过隔膜(40)隔离开,这样电流流经的距离短,可以实现高功率密度。


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