来源：市场资讯

（来源：广东电池）

锂电池前段工艺（匀浆、涂布、辊压、分切）是决定电池性能（容量、循环寿命、倍率性能等）和安全（避免热失控、短路等）的核心环节，各工艺的影响因素及关联如下：

一、匀浆工艺

匀浆是将活性物质（如三元材料、磷酸铁锂）、导电剂（如炭黑、碳纳米管）、粘结剂（如 PVDF、SBR）与溶剂（如 NMP、水）混合，形成均匀分散的浆料，目的是保证极片各组分分布一致，为后续工艺奠定基础。

1. 影响因素物料配比：

活性物质占比过高（如＞95%）：导电剂或粘结剂不足，导致极片导电性差或涂层易脱落；占比过低则容量不足。

导电剂种类 / 用量：如炭黑过量会降低活性物质占比，不足则电子传导受阻；碳纳米管分散不良会导致导电网络断裂。

粘结剂用量：过少则涂层与集流体附着力差（易掉粉）；过多则增加内阻（粘结剂不导电）。

搅拌参数：转速 / 时间：转速不足或时间过短，浆料分散不均（存在团聚颗粒）；转速过高或时间过长，可能导致粘结剂分子链断裂（如 PVDF 降解），失去粘性。

温度：搅拌过程中摩擦生热，温度过高可能导致溶剂挥发过快（如 NMP 沸点约 202℃，高温易挥发），或粘结剂提前固化。

浆料特性：固含量：过高（如＞70%）则浆料粘稠，涂布时流平性差；过低（如＜50%）则干燥后涂层易开裂，且溶剂消耗大。

粘度 / 触变性：粘度不稳定会导致涂布厚度波动；触变性差（静置后粘度变化大）会导致浆料输送不均。

2. 对性能和安全的影响性能：

分散不均会导致极片局部导电 / 粘结剂分布差异，充放电时电流分布不均，循环过程中局部过度反应（如局部锂枝晶生长），引发容量衰减加快、倍率性能下降。

粘结剂不足会导致极片在循环中掉粉，内阻激增，循环寿命缩短。

安全：浆料中若混入金属杂质（如搅拌设备磨损的铁屑），会在后续工艺中形成 “微短路点”，导致自放电增大，甚至引发局部过热。

溶剂残留（如 NMP 未充分分散）可能在电池密封后挥发，导致内部压力升高，存在鼓包或爆炸风险。

3. 注意事项

物料预处理：活性物质需干燥除水（水分会与电解液反应生成 HF，腐蚀极片），导电剂需预分散（避免团聚）。

设备清洁：搅拌罐、管道需彻底清洗（避免残留前批次物料污染），尤其是不同体系（如三元 vs 磷酸铁锂）切换时。

粘度监控：实时检测浆料粘度，确保批次一致性（如通过旋转粘度计在线监测）。

二、涂布工艺

涂布是将匀浆后的浆料均匀涂覆在集流体（铜箔 / 铝箔）上，形成连续涂层，目的是保证极片面密度、厚度的均匀性，确保充放电时电流分布一致。

1. 影响因素涂布参数：

面密度：过高（如超过设计值 10%）会导致极片过厚，卷绕 / 叠片时对齐不良，充放电时边缘锂枝晶生长风险增加；过低则容量不足。

涂布速度：过快会导致浆料流平时间不足，涂层出现条纹 / 气泡；过慢则降低生产效率，且干燥时间过长可能导致粘结剂迁移。

涂布均匀性：横向（幅宽方向）或纵向（长度方向）厚度差过大（如＞5%），会导致局部电流密度不均。

干燥工艺：干燥温度：过高（如＞150℃）会导致表面溶剂快速挥发，形成 “结壳”，内部溶剂无法排出（产生气泡），且粘结剂可能迁移到表面（降低导电性）；过低则干燥不彻底，残留溶剂（后续工艺中挥发导致涂层开裂）。

干燥风速：风速不均会导致局部干燥速度差异，引发涂层收缩不一致（产生褶皱）。

2. 对性能和安全的影响性能：

均匀性差会导致循环过程中局部过度充放电（如厚处反应不充分，薄处过度脱锂），容量衰减加快，倍率性能下降（内阻波动大）。

残留溶剂会与电解液反应生成气体，导致电池鼓包，循环寿命缩短。

安全：涂层气泡 / 褶皱会导致极片局部厚度异常，充放电时该区域易形成锂枝晶，刺穿隔膜引发短路；边缘涂层过厚可能导致极片超出隔膜保护范围（边缘短路）。

3. 注意事项

集流体预处理：确保铜箔 / 铝箔表面清洁（无油污、氧化层），否则涂层附着力差（易掉粉）；需进行表面粗化（如电晕处理）增强附着力。

模头控制：涂布模头间隙需精确调节（误差＜1μm），避免因模头磨损导致涂层厚度偏差。

在线检测：通过激光测厚仪实时监控涂层厚度，及时调整涂布参数。

三、辊压工艺

辊压是通过压辊将干燥后的极片压实，提高活性物质堆积密度（压实密度），目的是提升能量密度，降低内阻。

1. 影响因素辊压参数：

压实密度：过低（如低于设计值 5%）会导致活性物质间接触不良，内阻增大；过高（如超过材料临界值）会破坏活性物质结构（如三元材料颗粒破碎、磷酸铁锂晶格坍塌），导致容量下降。

辊压压力：过大可能导致集流体（铜箔 / 铝箔）拉伸变形（厚度不均），甚至断裂；过小则压实不足。

辊压速度：过快会导致极片受力不均，压实密度波动；过慢则降低效率，且极片可能因长时间受力导致过度延展（尺寸超差）。

2. 对性能和安全的影响性能：

压实密度不足会导致活性物质间孔隙率过高，电解液浸润充分但内阻大（倍率性能差）；过高则孔隙率过低，电解液难以渗透（锂离子扩散受阻，高倍率充放电能力下降）。

压实不均会导致局部内阻差异，循环过程中容量衰减不一致，整体寿命缩短。

安全：过度辊压导致集流体损伤（如铝箔断裂），可能引发涂层脱落，形成 “游离颗粒”，刺穿隔膜导致短路；压实不足则涂层易掉粉（同样可能引发短路）。

3. 注意事项

辊压前检测：确保极片无掉粉、褶皱（否则辊压时会压入杂质或形成破损）。

辊压精度控制：压辊平行度误差需＜0.01mm（避免单边过压），并实时监测极片厚度（通过测厚仪反馈调节压力）。

区分材料特性：不同活性物质的最佳压实密度不同（如三元材料约 3.5-4.0g/cm³，磷酸铁锂约 2.2-2.6g/cm³），需针对性调整压力。

四、分切工艺

分切是将宽幅极片切成设计宽度的窄极片，目的是保证极片边缘平整，避免毛刺刺穿隔膜，确保后续组装的安全性。

1. 影响因素分切参数：

切刀精度：刀片锋利度不足或间隙过大（如＞0.1mm），会导致边缘产生毛刺（长度＞5μm 即可能刺穿隔膜）、卷边（边缘厚度增加，对齐不良）。

分切速度：过快会导致刀片与极片摩擦加剧，产生高温（软化涂层，导致掉粉）和更多毛刺；过慢则降低效率。

分切张力：过大导致极片拉伸（尺寸超差），过小则极片跑偏（宽度偏差＞0.5mm，组装时边缘对齐不良）。

2. 对性能和安全的影响性能：

宽度偏差过大会导致卷绕 / 叠片时极片超出隔膜范围（边缘暴露），充放电时边缘锂枝晶生长，引发容量衰减。

安全：毛刺是最主要的安全隐患：长度＞隔膜厚度（如＞12μm）的毛刺会刺穿隔膜，导致正负极直接接触（内部短路），引发局部热失控；掉粉（分切时涂层脱落）会在电池内部形成 “导电桥”，同样可能引发短路。

3. 注意事项

刀片维护：定期打磨 / 更换刀片（如每切割 5000 米检查一次），确保锋利度；调整刀片间隙（根据极片总厚度，通常为厚度的 10-20%）。

毛刺检测：通过光学检测仪（精度＞1μm）实时监控边缘毛刺，超标极片需剔除（避免流入下工序）。

张力控制：根据极片厚度 / 材质调整张力（如铝箔极片张力略大于铜箔，避免拉伸变形）。

总结

前段工艺的核心是 “均匀性” 和 “一致性”：匀浆保证组分均匀，涂布保证面密度 / 厚度均匀，辊压保证压实密度均匀，分切保证边缘和尺寸均匀。任何环节的偏差都会导致电池性能衰减加速，甚至引发短路、热失控等安全问题。生产中需通过高精度设备、实时检测和针对性参数优化，确保各工艺稳定性。

公告声明：

本文数据来源于网络锂电，文章仅代表作者观点，部分图片来自网络，且未能核实版权归属，不为商业用途，如有侵犯，敬请作者与我们联系。