锂电池辊压速度如何影响极片厚度？

2025-07-17 11:06

大家好！我是不言，这是我的第164篇原创文章。

今天来聊一聊锂离子电池辊压速度对极片厚度的影响。

辊压速度增加导致极片厚度增大、反弹率上升及横向厚度差扩大。本文解析塑性曲线偏移、应力积累与轧辊挠曲的关联机制，并阐述低速辊压对厚度稳定性的优化作用。

辊压厚度绝对值的变化

辊压速度增加会导致辊压厚度增大：辊压速度越快，极片塑性曲线越陡峭，与辊压机弹性曲线的交点位置右移，导致辊压厚度增大。反之，降低辊压速度会使塑性曲线倾斜度降低，辊压厚度减小。

机理：高速辊压会改变轧件塑性曲线的倾斜度，同时影响辊压温度和摩擦系数，进而影响厚度。

厚度反弹率（厚度变化率）

辊压速度越大，厚度反弹率越高：有实验表明，辊压速度从10 m/min增加到30 m/min时，负极极片厚度变化率显著增大，且辊压后放置60~72小时厚度反弹趋于稳定。辊压速度10 m/min时厚度变化量最小，30 m/min时最大。

原因：高速辊压导致涂层颗粒间应力积累增加，弹性恢复更显著。

不同辊压速度下极片的厚度变化率变化图

不同辊压速度 72 h 时负极厚度变化量

横向厚度一致性

辊压速度增加会降低厚度一致性：随着辊压速度提高，极片横向厚度差（中心与边缘厚度差异）增大。例如，辊压速度由1 rad/s增至5 rad/s时，极片横向厚度差从约4 μm增至12 μm。高速辊压加剧轧辊挠曲变形，导致厚度分布不均。

极片厚度差随辊压速度的变化规律

对孔隙率和压实密度的影响

辊压速度对压实阻抗影响较小：辊压速度变化对涂层压实密度和孔隙率的指数关系影响有限，主要受线载荷主导。但高速辊压可能因温度升高间接影响压实密度。

工艺优化建议

控制辊压速度上限：实际生产中需限制辊压速度（如≤80 m/min），以避免厚度反弹和一致性恶化。

低速辊压优势：低速辊压可减少厚度反弹，提高厚度稳定性，尤其适用于高精度要求的极片。

结论

辊压速度与辊压厚度呈正相关，高速辊压会增加厚度绝对值、厚度反弹率和横向厚度差，降低一致性。实际生产中需综合辊缝、张力等参数，将速度控制在合理范围以优化厚度控制。

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.软包锂离子电池卷绕式电芯变形研究，陈杰伟

2.锂电池极片辊压过程变形行为与横向厚度一致性研究，武桐

3.锂离子电池极片辊压过程中力学与变形特性研究，徐成杰

原文标题 : 锂电池辊压速度如何影响极片厚度？

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