动力锂离子电池制作之卷绕

卷绕：既把激光切好后的极片，通过卷针的转动，把极片卷成一个层层包裹的卷芯状，正常包裹方式为隔膜，正极，隔膜，负极，涂胶隔膜面对着正极。一般卷针为棱形、椭圆形、圆形卷针，理论上讲，卷针越圆，卷芯贴合得越好，但圆形的卷针使得极耳翻折比较严重。在此主要考虑极耳对齐度，跑偏，断带。跑偏主要是由于极片的波浪边和卷针的水平度导致，可通过前工序的修正和设备的校正改善。卷绕过程中有CCD进行检测纠偏，检测正负极间距，正负极与隔膜间距。卷绕过后一般对应的是贴码和热压，可烘烤后再热压，增强压实效果。

这里我们主要提一下隔膜，隔膜是锂离子电池的重要组成部分，起着分隔正、负极，防止电池内部短路，允许电解质离子自由通过，完成电化学充放电过程的作用。其性能决定了电池的界面结构、内阻等，直接影响电池的容量、循环性能以及安全性能等特性，性能优异的隔膜对提高电池的综合性能具有重要的作用，被业界称为电池的“第三电极”。

锂离子电池对隔膜的要求包括：

(1)具有电子绝缘性，保证正负极的机械隔离；

(2)有一定的孔径和孔隙率，保证低的电阻和高的离子电导率，对锂离子有很好的透过性；

(3)耐电解液腐蚀，有足够的化学和电化学稳定性，这是由于电解质的溶剂为强极性的有机化合物；

(4)具有良好的电解液的浸润性，并且吸液保湿能力强；

(5)力学稳定性高，包括穿刺强度、拉伸强度等，但厚度尽可能小；

(6)空间稳定性和平整性好；

(7)热稳定性和自动关断保护性能好；

(8)受热收缩率小，否则会引起短路，引发电池热失控。

除此之外，动力电池通常采用复合膜，对隔膜的要求更高。锂离子电池隔膜材料可以分为：

微孔聚烯烃膜、非织造布、聚合物/ 无机复合材料和凝胶聚合物电解质膜四大类。

1 聚烯烃微孔膜成本低廉、尺寸孔径可控、具有稳定的化学稳定性、良好的机械强度和电化学稳定性，并且具有高温自关闭性能（约140℃），保证了锂离子二次电池日常使用的安全性能。商品化的锂离子电池隔膜材料主要采用聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）微孔膜。

2无纺布又称非织造布，是由纤维进行定向或随机撑列，形成纤网结构，然后采用机械、热粘或化学等方法加固而成。包括天然和合成纤维材料，如纤维素及其衍生物、聚烯烃纤维、聚酰胺（PA)纤维、聚对苯二甲酸乙二酯（PET）等。无纺布隔膜孔隙率高（60％～80%），结构呈三维孔状，可防止锂离子电池中锂枝晶的生长。无纺布基材隔膜提高透气性和改善吸液性有独特的技术优势，且制备成本较低，将成为大容量高功率锂离子电池隔膜的重要发展趋势之一。

3 无机复合膜，也称陶瓷膜，是由少量粘合剂与无机粒子形成的多孔膜，对电解质溶液具有优良的润湿性，可以保持高容量的电解液如碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯（PC），有助于延长电池的循环寿命，同时高温时具有优良的热稳定性和尺寸完整性，可提高电池的安全性能。因此，无机复合隔膜应用于锂离子电池成为人们的研究热点方向。

4 将PVDF-HFP 和有机溶剂形成凝胶，同时充当液体电解质体系中隔膜和离子电导载体的功能，具有吸液保湿性能强、电导率高、加工性能良好等优点，从此凝胶聚合物电解质膜引起了人们的广泛关注，陆续报道了聚乙二醇(PEG)、聚丙烯腈(PAN)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚偏氟乙烯(PVdF)及其共聚物、聚氧乙烯（PEO）等体系。然而这些凝胶聚合物电解质膜存在厚度过大限制电池容量，机械性能较差，缺乏聚烯烃隔膜的热关闭热性可能引发电池安全性能等不足，故而需要改良。