編者按

對(duì)于碾壓后的極片而言，其本身的制作過(guò)程已經(jīng)完成，后續(xù)就需要通過(guò)合理的生產(chǎn)工藝讓負(fù)極片發(fā)揮出其本身的電性能。

對(duì)于鋰離子電池企業(yè)而言，在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中可以通過(guò)監(jiān)測(cè)這些數(shù)據(jù)的波動(dòng)和變化，從而及早的發(fā)現(xiàn)異常、排除異常，從而達(dá)到順利進(jìn)行批量化生產(chǎn)的目的。而對(duì)于碾壓后的極片而言，其本身的制作過(guò)程已經(jīng)完成，后續(xù)就需要通過(guò)合理的生產(chǎn)工藝讓負(fù)極片發(fā)揮出其本身的電性能。

1，剝離強(qiáng)度：

粘結(jié)在一起的物質(zhì)，從接觸面進(jìn)行單位寬度剝離是所需要的最大的力，一般用拉力測(cè)試儀進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試結(jié)果有兩種，一種表征剝離力，單位為是牛頓（N）、千克力（kgf），一種表征剝離強(qiáng)度，表示單位長(zhǎng)度上的力，單位為牛頓/米，（N/m）千克力/厘米（kgf/cm），現(xiàn)在行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)GB2792以及ASTMD3330已經(jīng)將25mm作為標(biāo)準(zhǔn)寬度單位，其測(cè)試設(shè)備以及測(cè)試原理如下圖所示：

用雙面膠將待測(cè)面固定在剛性的支架上，另一面貼在不銹鋼板上，然后將不銹鋼板和集流體固定在設(shè)備的兩個(gè)夾具上，開(kāi)始測(cè)試，設(shè)備以一定的速度和載荷運(yùn)行，當(dāng)集流體完全被剝離下來(lái)的力就是剝離力。需要指出的是，一個(gè)極片的正反兩面其剝離強(qiáng)度往往是不一樣的，在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中需要注意，兩面的剝離強(qiáng)度最好不要相差太大，相差太大會(huì)導(dǎo)致在使用過(guò)程中產(chǎn)生陰陽(yáng)面的現(xiàn)象，影響電池的性能。

2，表面狀態(tài)：

表面狀態(tài)實(shí)際上是一個(gè)很籠統(tǒng)的概念，從宏觀上講，肉眼所能看到的極片狀態(tài)都可以叫做表面狀態(tài)，良好的負(fù)極表面狀態(tài)是平滑、無(wú)顆粒和劃痕的，摸起來(lái)也很光滑；若是肉眼都能看出的缺陷，則說(shuō)明涂布的過(guò)程中是存在問(wèn)題的，需要調(diào)整相關(guān)的參數(shù)。這里將著重介紹一下的極片的微觀性能。

從右邊的圖明顯可以看出負(fù)極材料和導(dǎo)電劑分布的不均勻，負(fù)極材料有明顯的團(tuán)聚，這種分布在宏觀上不能直觀的表現(xiàn)出來(lái)，若導(dǎo)電劑分布不均，電池在使用過(guò)程中會(huì)阻抗增大，局部電流密度過(guò)大，導(dǎo)致局部析鋰等等問(wèn)題，所以在實(shí)際中需要盡可能讓負(fù)極材料和導(dǎo)電劑的分布更加均勻，這樣更有利于形成導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，降低大電流時(shí)所帶來(lái)的局部極化過(guò)大所產(chǎn)生的問(wèn)題。除此以外，通過(guò)SEM也可以看出極片表面的顆粒是否有破碎、團(tuán)聚等情況；另外也可以對(duì)負(fù)極極片的縱剖面進(jìn)行分析，分析負(fù)極材料在縱向是否分布均勻等等，通過(guò)多種不同材料的比較，就可以總結(jié)出相關(guān)的經(jīng)驗(yàn)，給后續(xù)的大批量生產(chǎn)帶來(lái)相應(yīng)的指導(dǎo)。

3，孔隙率：

極片的孔隙率之間關(guān)系到后續(xù)電解液的加入量，同時(shí)也和電性能相關(guān)。目前測(cè)量一般是壓汞儀測(cè)試或液體填充測(cè)試，后續(xù)通過(guò)計(jì)算得出極片的孔隙率。通過(guò)這個(gè)指標(biāo)可以對(duì)不同負(fù)極材料的物理性能有個(gè)初步的區(qū)分，若孔隙率過(guò)大，則需要考慮提高一下材料的壓實(shí)密度，如果孔隙率過(guò)小，則需要考慮在后續(xù)注液時(shí)延長(zhǎng)電池的靜置時(shí)間等等。

4，表面電阻：

表面電阻又稱表面比電阻。表征電介質(zhì)或絕緣材料電性能的一個(gè)重要數(shù)據(jù)。它代表每平方面積電介質(zhì)表面對(duì)正方形的相對(duì)二邊間表面泄漏電流所產(chǎn)生的電阻。單位是歐姆。表面電阻的大小除決定于電介質(zhì)的結(jié)構(gòu)和組成外，還與電壓、溫度、材料的表面狀況、處理?xiàng)l件和環(huán)境濕度有關(guān)。環(huán)境濕度對(duì)電介質(zhì)表面電阻的影響極大。表面電阻愈大，絕緣性能愈好。

當(dāng)然測(cè)試的數(shù)據(jù)也是越小越好，通過(guò)不同材料、不同導(dǎo)電劑的表面電阻率的比較，可以得出一些適合的配比以及加工工藝，是可以作為生產(chǎn)過(guò)程中一個(gè)檢驗(yàn)參數(shù)進(jìn)行批次性檢驗(yàn)和記錄的數(shù)據(jù)。

5，吸液性能：

與極片的孔隙率、材料的表面狀態(tài)相關(guān)，一般是在干燥間中用微量的電解液滴加在負(fù)極表面，記錄電解液完全消失的時(shí)間，通過(guò)多次多個(gè)的測(cè)量，得出相關(guān)的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，從而用來(lái)指導(dǎo)生產(chǎn)過(guò)程。

6，接觸角：

指在氣、液、固三相交點(diǎn)處所作的氣-液界面的切線，此切線在液體一方的與固-液交界線之間的夾角θ，是潤(rùn)濕程度的量度，潤(rùn)濕過(guò)程與體系的界面張力有關(guān)。一滴液體落在水平固體表面上，當(dāng)達(dá)到平衡時(shí)，形成的接觸角與各界面張力之間符合下面的楊氏公式：

γ = γ + γ×cosθ

1）當(dāng)θ=0，完全潤(rùn)濕；

2）當(dāng)θ﹤90°，部分潤(rùn)濕或潤(rùn)濕；

3）當(dāng)θ=90°，是潤(rùn)濕與否的分界線；

4）當(dāng)θ﹥90°，不潤(rùn)濕；

5）當(dāng)θ=180°，完全不潤(rùn)濕。

對(duì)于負(fù)極材料本身而言，潤(rùn)濕情況比較好，這個(gè)值可能測(cè)不出來(lái)，但當(dāng)孔隙率比較低的時(shí)候，就有可能測(cè)出接觸角了，這個(gè)參數(shù)可以比較不同的電解液材料和負(fù)極的浸潤(rùn)性能，是具有一定的意義的。

7，反彈性能：

隨著現(xiàn)在離子電池的能量密度越來(lái)越高，負(fù)極的涂覆量以及壓實(shí)密度也是越來(lái)越高，所以，負(fù)極極片從制作完成到成品電池完成這一過(guò)程中，負(fù)極片是有一定程度的反彈的，所以就需要記錄不同階段的負(fù)極的厚度，一般記錄碾壓后、烘干后、滿電解剖后的厚度，以此來(lái)監(jiān)控負(fù)極的厚度變化是否異常，通過(guò)批次性的差異考量生產(chǎn)的一致性。

小結(jié)：通過(guò)負(fù)極極片一系列的檢測(cè)，可以得出負(fù)極極片基本的物理性能，當(dāng)然，這些指標(biāo)需要和后續(xù)的電性能結(jié)合起來(lái)才能綜合的去描述一款負(fù)極材料的綜合性能，需要說(shuō)明的是，正極材料也同樣適合這些測(cè)試技術(shù)。