锂离子电池基础问题——工艺篇
1.干法混料和湿法混料的基本过程
①干法混料：
常规流程：活性物质、粘结剂、导电剂干粉混合→溶剂润湿，高速分散→继续加入溶剂，高速分散→稀释调粘度。
缺点：第一步润湿过程溶剂加入量与干粉的比表面积关系密切，如果来料不稳定或波动较大，可能导致润湿不充分或者过润湿的情况，浆料批次的一致性会较差； ②湿法混料：
常规流程：制备胶液→混合导电剂→混合活性物质→稀释调粘度。
优点：提前制备胶液，大大缩减了搅拌时间，且对来料波动的适应性更强；
缺点：导电剂提前吸收溶剂，分散效果比干法略差。
2.负极配料为什么要加少量NMP
有部分公司会在水系负极配料过程最后一步加入1%~3%的NMP（NMP沸点202℃，水的沸点100℃），主要目的是降低涂布过程中的溶剂挥发速率，从而改善极片开裂和卷边现象； 但NMP加入后如果没有完全干燥去除，可能会略微恶化电芯循环性能，因此，也有部分公司采用EC（沸点248℃，本身是电解液溶剂成分）替代NMP，甚至什么都不添加。
3.电池浆料的评估要素
平面度测试仪
①固含量：浆料烘烤后质量与烘烤前质量的百分比，对比实际固含与理论固含，评价投料精准度；从搅拌罐不同位置取样，评价浆料均匀性；随着时间推移取样，评价浆料稳定性；
隐蔽式水箱②粘度：采用粘度计或流变仪测量，电池浆料属于非牛顿流体中的假塑性流体，具有剪切变稀特性，因此需要在相同线速度下对比粘度才有意义；
③细度：采用刮板细度计测量：将一滴浆料滴在沟槽最深处，用刮刀垂直接触平板，在1~2s从最大刻度到最小刻度刮过，刮完内5s沿着入射角20~30°观察颗粒均匀显露处，在3mm条带内包含5~10个颗粒即为浆料最大细度； ④密度：一般采用比重杯测量，在特定的温度和压力下，计算一定体积内物质的重量；
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⑤膜阻抗：采用四探针测试仪测量：将浆料涂覆在绝缘膜（如PET）上测试，只能表征涂层表面薄层的电阻，不能反映涂层与基材的接触电阻；
⑥分散效果：采用扫描电镜或冷冻电镜观察颗粒形貌及导电剂分散效果；
⑦表面张力：采用旋转滴界面张力仪测量，测量液-液间的界面张力，界面张力越小，越容易铺展和润湿；
⑧ZETA电位：指剪切面的电位，用以表征胶体分散系的稳定性，是颗粒之间相互排斥或吸引的强度的度量，ZETA电位的绝对值越大，说明分散越好。
4.正极集流体用铝箔，负极集流体用铜箔的原因
首先，采用铝箔和铜箔作为集流体是因为二者导电性均较好（Cu电导率584000S/cm，Al电导率369000S/cm），质地较软，价格相对便宜（铜箔~100RMB/kg，铝箔~50RMB/kg），并且Al、Cu元素在地壳中储备较丰富。
铝箔和铜箔作为正极集流体时，Al的氧化电位较高，5V以上依然保持电化学稳定状态，且嵌锂容量更少，但Cu在3.5V以上时会被氧化，因此正极集流体更适合用铝箔；
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铝箔和铜箔作为负极集流体时，由于Cu原子半径（0.128nm）比Al原子半径小（0.143nm），因此，Li+（半径0.076nm）更容易嵌入Al原子晶格的空隙中，在低电位下（~0.3V）形成LiAl合金，导致铝箔粉化碎裂，因此负极集流体更适合用铜箔。
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51ra需要注意的是，对于钛酸锂电池，负极通常使用铝箔作为集流体，是因为钛酸锂嵌锂电位较高（~1.5V）不会发生LiAl合金化，因此钛酸锂电池可以使用铝箔作为集流体，同时还可以提高能量密度，降低成本。
5.常见的涂布缺陷
①缩孔：湿膜向四周呈发射状迁移，中间出现凹坑，一般是箔材表面有异物或浆料存在杂
质导致，可通过更换箔材或对浆料除杂处理，车间洁净度管控；
②气泡：涂布时湿膜表面有气泡，会导致面密度不均匀影响电流密度分布，需要真空去除浆料中的气泡
③白点：涂布极片干燥后表面有白点状物，通常是PVDF或CMC溶解不充分导致的，需要增加PVDF和CMC溶解时间；
④点状颗粒：涂布后极片表面有明显颗粒，干燥后触摸有手感，此现象通常是导电剂分散不均匀形成的团聚体，需要改善搅拌工艺；
⑤纵向条痕：沿着涂布方向出现的持续竖条状条痕，一般认为是由于大颗粒物质堵塞刀口导致，清除刀口大颗粒物质即可；
⑥极片开裂：极片表面出现裂纹，一般是烘烤温度过高，溶剂挥发速度过快导致，可以通过降低烘烤温度、提高浆料固含量等解决；
⑦鼓边：边缘厚中间薄的现象，可能导致箔材收卷断裂。主要原因是湿膜边缘干燥速度更快，中间液体向边缘移动，可以通过改变挡板泡棉形状或垫片形状对边缘进行削薄解决。
6.极片的极限压实测试
通常所说的极限压实指的是极片可制造性的极限压实，而不是电化学体系压实窗口的极限值。
①正极片极限压实：通过逐渐增加辊压压力，使极片对折一次不透光，对折两次透光，计算此时的压实密度即为极限压实密度；
②负极片极限压实：通过逐渐增加辊压压力，当极片厚度不再增加，表面出现反光时，计算此时的压实密度即为极限压实密度。
7.评估极片的剥离力和内聚力
极片的剥离力和内聚力通常用拉力机测量。
①剥离力：指膜片与集流体之间的粘结力，测量方法是：首先将压敏胶带粘结在不锈钢板上，然后将极片粘结在压敏胶带上，拉力机夹住极片进行180°剥离；
②内聚力：指膜片内部之间的粘结力，测量方法是：首先将压敏胶带粘结在不锈钢板上，
然后将极片粘结在压敏胶带上，接着在压敏胶带上再粘结一层绿胶，拉力机夹住绿胶进行180°剥离。
8.毛刺控制标准
通常要求毛刺长度≤隔膜厚度下限值*50%，避免刺穿隔膜导致内短路。 9.卷芯热压工艺
在卷芯入壳封装前，通常会进行热压，主要作用是：
①改善卷芯的平整度和一致性，有利于提高入壳的良率（尤其是自动包装机），还能提高成品电芯厚度一致性；
②消除隔膜褶皱，将隔膜与极片紧密粘结在一起，防止极片错位和变形，降低内阻。
通常的压芯参数：45~60℃，0.3~2Mpa，6~10s。
10.Hi-pot测试参数及原理
正负极通过隔膜分割绝缘，如果电芯内部存在粉尘、颗粒、毛刺、隔膜缺陷等“薄弱环节”时，这些位置的正负极片接触阻抗较小，在较高的电压下，容易产生电弧，造成隔膜被击穿。
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