鋰離子電池卷繞是關(guān)鍵工藝過(guò)程。一般地，將正負(fù)極片、隔膜、正負(fù)極耳、保護(hù)膠帶、終止膠帶等物料固定在各自放料軸上，設(shè)備經(jīng)過(guò)自動(dòng)放卷，自動(dòng)糾偏定位完成正負(fù)極耳的焊接、保護(hù)膠帶的貼覆、電芯卷繞、貼終止膠及下料到輸送帶等動(dòng)作。最終，電芯在卷繞過(guò)程中一次性完成，減少裝配過(guò)程中的人為干預(yù)，減少極片過(guò)程損傷，能夠提高電芯裝配質(zhì)量。因此，鋰離子電池卷繞過(guò)程需要大量的檢測(cè)，確保產(chǎn)品質(zhì)量，主要包括：下面以一款假想的電芯設(shè)計(jì)為例，具體說(shuō)明卷繞電芯的尺寸檢測(cè)主要內(nèi)容。如圖1所示，包括高度A，寬度I，厚度X，膠帶寬度F和位置、G、F’、H，極耳位置B、C、D、E等。這些尺寸可以直接測(cè)量，和卷繞工藝以及設(shè)備精度相關(guān)。電芯卷繞時(shí)，為了防止正極擴(kuò)散過(guò)來(lái)的鋰離子在負(fù)極有對(duì)應(yīng)場(chǎng)所接納嵌入晶格，負(fù)極必須全部包裹正極，并有一定尺寸余量。同時(shí)為了避免短路，隔膜必須包裹負(fù)極。因此，如圖2所示，卷繞電芯在長(zhǎng)度方向必須保證負(fù)極具有余量，隔膜包裹負(fù)極。極片相對(duì)位置非常關(guān)鍵，具體參數(shù)包括隔膜長(zhǎng)度M，以及與負(fù)極的相對(duì)尺寸J、K等。另外，正負(fù)極之間的相對(duì)位置L等。這些尺寸受到極片涂布規(guī)格、卷繞工藝等影響。另外，在極片寬度方向上，負(fù)極也需要超出正極一定余量V，隔膜超出負(fù)極一定余量W。寬度方向的對(duì)齊度直接由卷繞工藝精度決定，精度高時(shí)，余量尺寸可以更小，電池能量密度更高。但是，電池安全性系數(shù)降低，必須確保工藝精度，否則對(duì)電池存在巨大安全隱患。卷芯每層極片的對(duì)齊度一般采用X-射線全部檢測(cè)，如圖3所示，當(dāng)正負(fù)極之間的寬度相對(duì)尺寸不滿(mǎn)足要求時(shí)設(shè)備自動(dòng)報(bào)警剔除不良品。圖3 卷芯對(duì)齊度X射線檢測(cè)（左）正常和（右）不良品圖像如圖4所示，間隙涂布的極片需要根據(jù)電池設(shè)計(jì)確定對(duì)應(yīng)的極片規(guī)格，例如間歇尺寸，A、B兩面的錯(cuò)位設(shè)計(jì)等。卷繞時(shí)，極片切斷位置正確才能保證極片規(guī)格正常，形成正確的卷芯。因此，電芯卷繞時(shí)，也需要檢測(cè)極片規(guī)格是否正常，例如正極參數(shù)N、O、P，負(fù)極參數(shù)N’、O’、P’等。極耳焊接位置是否正確，例如R、S、T等如圖5所示，膠帶粘貼主要包括涂層邊緣膠帶，極耳保護(hù)膠帶等。確定卷繞工藝時(shí)，這些參數(shù)同樣需要一一確定。一般，極片在加工過(guò)程中，對(duì)于單面涂層、漏箔等缺陷極片會(huì)做出標(biāo)記，在卷繞時(shí)單極片卷曲扔出。但是，仍舊常常出現(xiàn)缺陷極片出現(xiàn)在卷芯中，對(duì)卷芯作質(zhì)量檢測(cè)，剔除質(zhì)量不合格品，能夠進(jìn)一步確保品質(zhì)。質(zhì)量檢測(cè)異常主要的原因還是極片加工過(guò)程產(chǎn)生的不良品，比如涂布面密度不滿(mǎn)足要求，單面涂層，極片存在膠帶等缺陷。關(guān)于毛刺的管控標(biāo)準(zhǔn)，一般毛刺尺寸小于隔膜厚度的一半，但是有些廠家控制要求更加嚴(yán)格，毛刺不超出涂層。極片切刀長(zhǎng)期使用會(huì)出現(xiàn)磨損，影響切斷效果，因此切刀需要進(jìn)行壽命管理，定期檢測(cè)切斷質(zhì)量，避免毛刺。一般切斷毛刺觀察過(guò)程為：取切斷極片，繞在圓筒樣品上，在光學(xué)顯微鏡下觀察切斷面，檢測(cè)是否存在毛刺，如圖6所示。卷繞之后，裸電芯需要進(jìn)行熱壓處理，對(duì)極片和隔膜整形，使它們更加緊密接觸，降低鋰離子傳輸阻力。在熱壓地同時(shí)，往往會(huì)對(duì)裸電芯進(jìn)行絕緣耐電壓測(cè)試，主要判斷電芯內(nèi)部是否存在異物顆粒造成短路。金屬異物主要來(lái)源于極片切割毛刺、極耳焊接碎屑等。絕緣耐電壓測(cè)試一般采用安規(guī)儀，測(cè)試時(shí)，儀器給電芯加一個(gè)電壓，這個(gè)電壓持續(xù)一段規(guī)定的時(shí)間，然后檢測(cè)其漏電電流量是否保持在規(guī)定的范圍內(nèi)，判斷電芯正負(fù)極有無(wú)短路。詳情見(jiàn)文章《鋰離子電池生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)異物管控》。極耳的焊接效果直接影響電池性能，極耳焊接不良時(shí)分為虛焊或者過(guò)焊，無(wú)論虛焊還是過(guò)焊都會(huì)導(dǎo)致電池內(nèi)阻增大，甚至無(wú)法充放電，致使電池出現(xiàn)嚴(yán)重的質(zhì)量問(wèn)題。一般現(xiàn)有技術(shù)對(duì)極耳焊接質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)的方法有：電阻測(cè)試法、拉力測(cè)試法等。其中，電阻測(cè)試法測(cè)量焊接點(diǎn)的電阻，然而靜態(tài)的內(nèi)阻只要有一點(diǎn)實(shí)焊就能檢測(cè)過(guò)關(guān)，其缺點(diǎn)是不能保證焊接力達(dá)到要求；而拉力測(cè)試法中的拉力測(cè)試由于是破壞性測(cè)試，要報(bào)廢樣品，而且只能抽檢采用拉伸試驗(yàn)機(jī)。卷芯內(nèi)部缺陷還包括極片變形、斷裂等，詳細(xì)介紹見(jiàn)第二篇文章《卷芯內(nèi)部缺陷圖譜》。
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