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卷绕极片打皱是锂电芯制造中的常见缺陷,对电池性能与安全有显著影响。解决此问题需系统分析成因,并实施针对性工艺优化。以下就成因与对策进行分析。
一、打皱原因分析
极片材料不均:极片在厚度、密度或弹性模量上存在波动,导致卷绕时应力分布不均,引起局部褶皱。
卷绕张力不当:张力过高易使极片过紧产生内应力裂纹;张力过低则极片松驰,在卷绕中易发生位移与起皱。
极片干燥不足:极片残留水分会影响材料柔韧性与粘结性,在卷绕过程中因蒸发或应力变化导致皱褶。
卷绕速度不匹配:速度过快易造成瞬时应力集中;过慢则使极片受持续压力时间延长,增加塑性变形风险。
极片边缘状态不良:边缘存在毛刺、翻边或损伤时,在卷绕中成为应力集中点,诱发皱褶。

二、解决措施
提升材料一致性:加强来料检验,确保极片厚度、涂布均匀性及物理性能符合工艺规范,避免因材料波动引起卷绕异常。
优化卷绕张力控制:根据极片厚度、宽度与材料特性,通过工艺试验设定合理张力范围,并实现张力系统的闭环控制与实时监测。
完善极片干燥工艺:确保极片在卷绕前经充分干燥,控制残留水分在工艺范围内。可采用分段烘干或真空干燥方式提升干燥均匀性。
合理设定卷绕速度:结合设备性能与极片特性,在保证卷绕对齐精度的前提下,采用匀速或渐变速卷绕,避免速度突变导致应力异常。
改进极片边缘质量:采用裁切、磨边或激光修边等工艺处理极片边缘,确保边缘平整、无毛刺,减少应力集中。
三、生产控制要点
系统记录工艺参数,建立参数与质量关联数据库,便于追溯与优化。
加强在线检测与抽检,引入视觉检测系统识别极片打皱等外观缺陷。
规范操作培训,确保人员熟练掌握设备调节与极片处理方法。
保持设备清洁与稳定,避免粉尘、油污等外来物影响卷绕质量。
持续开展工艺验证与对标,借鉴行业有效经验,持续提升过程控制能力。
通过上述综合措施,可系统抑制卷绕极片打皱问题,提升电芯一致性与可靠性,为电池整体性能提供基础保障。