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一、 辊压工序的定义与目的
1. 定义
辊压，也称为轧片，是通过一对或多对高压辊筒，对涂布、烘干后的电极极片进行连续滚压的过程。
2. 主要目的
1）提高电极密度： 压缩极片中的空隙，使活性物质、导电剂和粘结剂结合更紧密，从而在相同体积内填入更多的活性物质。
2）控制极片厚度： 确保极片厚度达到工艺要求的精确范围，保证电池内部结构的均匀性和一致性。
3）改善表面平整度： 使极片表面更光滑、均匀，有利于后续的卷绕或叠片工艺。
4）增强附着力： 提高活性物质涂层与金属集流体（铜箔/铝箔）之间的结合力，减少在后续工序和使用过程中的脱落。
5）优化孔隙结构： 调整极片的孔隙率和孔径分布，这直接影响电解液的浸润和锂离子的迁移速率。
二、 辊压工序的核心参数
这些参数是工艺控制的重点，它们相互关联，共同决定了辊压后的极片质量。
1. 辊缝
两个辊筒之间的间隙。这是最直接的控制参数，决定了极片的最终厚度。通常采用“辊缝恒定”模式进行控制。
2. 轧制力/压力
辊筒施加在极片上的压力。压力越大，极片被压得越密实。需要与辊缝配合调节。
3. 压实密度
1）这是辊压工序的核心质量指标。
2）计算公式： 压实密度 = 面密度 / (极片压后厚度 - 集流体厚度)
3）面密度： 单位面积极片上活性物质涂层的质量（g/m²），由涂布工序决定。
4）意义： 压实密度直接影响了电池的能量密度和倍率性能。密度过高，离子迁移困难，影响快充；密度过低，电池体积能量密度低，续航差。
4. 辊速
极片通过辊筒的速度。速度影响生产效率和极片在压力下的作用时间，从而影响压实效果。
5. 辊温（热辊压）
对辊筒进行加热。特别是在碾压高能量密度的负极（如硅碳负极）或厚电极时，加热可以增强材料塑性，减少压碎反弹，降低轧制力，获得更优的孔隙结构。
三、 辊压工序的流程
上料 → 纠偏 → (预热，可选) → 辊压 → 在线厚度检测 → 收卷
1. 纠偏： 确保极片在进入辊筒时不会跑偏，防止褶皱和损坏。
2. 厚度检测： 使用射线或激光测厚仪实时监测压后极片的厚度，并将数据反馈给控制系统，实现闭环控制。
四、 辊压对电池性能的影响
辊压工序的优劣直接决定了电池的以下性能：
1. 能量密度
1）正面： 提高压实密度可以提升电池的体积能量密度，让电池更紧凑。
2）反面： 过高的压实密度会损失部分重量能量密度（因为非活性物质被压缩得少）。
2. 倍率性能（快充快放能力）
压实密度过高会压缩电极内部的孔隙，导致电解液难以浸润，锂离子迁移路径受阻，内阻增大，从而劣化倍率性能。
3. 循环寿命
1）合适的压实密度能保证活性物质与集流体结合牢固，减少循环过程中的活性物质脱落，延长寿命。
2）过度辊压可能导致活性物质颗粒破碎，产生新的副反应界面，反而缩短寿命。
4. 安全性
1）极片厚度不一致会导致电池内部电流分布不均，产生局部过热，增加热失控风险。辊压确保了极片的均一性，提升了安全性。
2）碾压过度可能导致金属集流体（铜箔/铝箔）被压延产生“铜刺/铝刺”，刺穿隔膜，造成内部短路。
五、 常见问题与对策
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六、 技术发展趋势
1. 热辊压技术普及
已成为高性能电池生产的标配，能更好地平衡高能量密度和高倍率性能的需求。
2. 在线检测与智能控制
利用AI和大数据，实现基于实时厚度、密度数据的自适应闭环控制，提升一致性。
3. 微观结构调控
针对不同的材料体系（如硅基负极、高镍正极），研究最佳的辊压工艺以构建理想的电极微观结构。
4. 干电极技术
这是一种颠覆性技术，无需溶剂，直接将活性物质与粘结剂纤维化后压延成膜，可以极大地提高压实密度和倍率性能，但技术难度极高。
总结：辊压工序是一个看似简单但内涵丰富的“艺术”过程。它的核心任务是在能量密度、功率密度（倍率性能）和循环寿命之间找到一个最佳的平衡点。这个工序的精度和稳定性，是制造出高性能、高安全性和长寿命锂离子电池的关键保障。
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