粉塵、水分和毛刺是鋰離子電池生產過程中需要嚴格控制的關鍵因素。嚴格控制電池生產環境的粉塵對鋰離子電池的安全和性能至關重要。
生產環境粉塵控制不足會導致涂層表面產生大量的氣泡,由于鋰離子電池的極片表面質量對電池使用性能影響很大,如果極片上存在氣泡等異常點,會使電池的循環壽命、放電穩定性和使用安全性存在較大隱患。因此,涂布液的脫泡技術和涂布后極片表面氣泡消除問題值得研究。
生產中發現,涂布時涂層表面會出現大小不一的圓形異常區域,經過輥壓機輥壓后,覆區表面出現的圓形顏色異常區域即為氣泡,圓形區內部顏色較深,說明此處碳層偏薄,輕度凹陷導致未輥壓到;圓形區邊緣出現亮色邊線,是因為此處偏厚,壓實密度較大。
涂層出現氣泡會導致生產報廢,那么氣泡出現的原因是什么呢?
只有了解氣泡構成才能查出氣泡來源,進而從根本上消除氣泡。從生產現場選取帶有氣泡的負極片,取樣后使用掃描電鏡放大200 倍觀察,發現氣泡處有異物,呈纖維狀或者片狀,說明此類極片在涂布時涂布液內混入了雜質,此類雜質是由于生產過程中環境潔凈度不合格導致。
將氣泡極片制成3 只電池,在常溫下進行500 次循環性能實驗,當電池容量保持率低于90%時實驗自動終止。3 只電池使用的負極氣泡極片比例占電池總負極片的比例分別為10%、40%、70%,電池的循環結果。