粉尘、水分和毛刺是锂离子电池生产过程中需要严格控制的关键因素。严格控制电池生产环境的粉尘对锂离子电池的安全和性能至关重要。
生产环境粉尘控制不足会导致涂层表面产生大量的气泡,由于锂离子电池的极片表面质量对电池使用性能影响很大,如果极片上存在气泡等异常点,会使电池的循环寿命、放电稳定性和使用安全性存在较大隐患。因此,涂布液的脱泡技术和涂布后极片表面气泡消除问题值得研究。
生产中发现,涂布时涂层表面会出现大小不一的圆形异常区域,经过辊压机辊压后,覆区表面出现的圆形颜色异常区域即为气泡,圆形区内部颜色较深,说明此处碳层偏薄,轻度凹陷导致未辊压到;圆形区边缘出现亮色边线,是因为此处偏厚,压实密度较大。
涂层出现气泡会导致生产报废,那么气泡出现的原因是什么呢?
只有了解气泡构成才能查出气泡来源,进而从根本上消除气泡。从生产现场选取带有气泡的负极片,取样后使用扫描电镜放大200 倍观察,发现气泡处有异物,呈纤维状或者片状,说明此类极片在涂布时涂布液内混入了杂质,此类杂质是由于生产过程中环境洁净度不合格导致。
将气泡极片制成3 只电池,在常温下进行500 次循环性能实验,当电池容量保持率低于90%时实验自动终止。3 只电池使用的负极气泡极片比例占电池总负极片的比例分别为10%、40%、70%,电池的循环结果。