鋰電池正極輥壓粘輥難題的5M1E系統(tǒng)排查指南——一線工程師實(shí)戰(zhàn)手冊(cè)

鋰電池產(chǎn)線所有的異常發(fā)生后，基本都可以按照5M1E（人機(jī)料法環(huán)測(cè)）這幾個(gè)維度去進(jìn)行排查，確保不遺漏任何可疑點(diǎn)。

正極輥壓冷輥后出現(xiàn)粘輥現(xiàn)象的排查方法可從以下幾個(gè)方面進(jìn)行系統(tǒng)分析（排查思維導(dǎo)圖在文末）：

一、設(shè)備與環(huán)境因素排查1.輥面清潔度檢查

原因：輥面殘留異物（如防銹油、正極材料、粉塵）會(huì)導(dǎo)致交叉污染。

排查： 

確認(rèn)輥壓機(jī)使用前已用無(wú)水乙醇徹底清潔輥面。

檢查輥面是否有凹坑或損傷，避免局部黏附。

若設(shè)備曾切換正負(fù)極產(chǎn)線，需隔離清潔以避免材料污染。

2.環(huán)境溫濕度控制

原因：車間濕度過(guò)高可能導(dǎo)致極片吸水，黏結(jié)劑析出黏輥。

排查： 

監(jiān)控車間濕度。

必要情況下輥壓前對(duì)極片進(jìn)行預(yù)烘干處理。

二、極片狀態(tài)檢查1.極片烘干是否充分

原因：極片未烘干時(shí)殘留溶劑（如NMP）或水分會(huì)降低黏結(jié)劑（如PVDF）附著力，導(dǎo)致黏輥。

排查： 

取樣稱重法檢測(cè)極片烘干前后重量差，計(jì)算殘留溶劑含量（需＜0.5%）。

檢查涂布烘箱溫度梯度（分段控溫，避免溶劑蒸發(fā)過(guò)快導(dǎo)致SBR/PVDF遷移）。

2.極片烘烤過(guò)度

原因：烘烤溫度過(guò)高或時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致黏結(jié)劑（如SBR）上浮至表面，形成高黏性表層。

排查： 

調(diào)整涂布烘箱后段溫度，降低末段溫度（避免黏結(jié)劑富集表面）。

檢查烘箱抽風(fēng)頻率，確保溶劑揮發(fā)速率均勻（避免局部過(guò)熱）。

三、材料與配方因素1.黏結(jié)劑含量與分布

原因：PVDF/SBR含量不足或分散不均，導(dǎo)致顆粒結(jié)合力不足，抗剪切性差。

排查： 

檢查漿料配方中黏結(jié)劑比例（正極PVDF的占比是否有異常）。

通過(guò)SEM觀察極片表面黏結(jié)劑分布（比如是否有SBR漂藍(lán)現(xiàn)象）。

調(diào)整勻漿工藝，避免高速攪拌破壞黏結(jié)劑分子鏈。

2.材料批次特性

原因：正極材料顆粒表面粗糙度或粒徑分布異常（如團(tuán)聚體）可能導(dǎo)致局部過(guò)壓。

排查： 

檢測(cè)正極材料粒徑分布（D50、D90）和比表面積，避免硬顆粒劃傷輥面。

分批驗(yàn)證不同批次材料對(duì)黏輥的影響。

四、工藝參數(shù)優(yōu)化1.輥壓壓力與速度

原因：壓力過(guò)高或速度過(guò)慢會(huì)增加極片與輥面的接觸時(shí)間，加劇粘附。

排查： 

逐步降低輥壓力至合理閾值。

適當(dāng)提高輥壓線速度，減少極片與輥面接觸時(shí)間。

2.壓縮比與回彈率

原因：壓縮比過(guò)高導(dǎo)致材料過(guò)壓，回彈增大后黏附輥面。

排查： 

監(jiān)控輥壓后極片回彈率（建議采用熱輥壓改善回彈）。

分步輥壓（如第一次預(yù)壓、第二次精壓）降低單次壓縮應(yīng)力。

五、黏輥現(xiàn)象的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急處理1.臨時(shí)措施： 

在輥面噴涂PTFE（聚四氟乙烯）涂層或硅油（需后續(xù)徹底清潔）。

增加極片收/放卷張力，減少極片與輥面的摩擦停留時(shí)間。

2.長(zhǎng)期改善： 

采用熱輥壓工藝。

改用高剝離力黏結(jié)劑。

總結(jié)排查流程圖

  通過(guò)上述系統(tǒng)性排查，可逐項(xiàng)排除潛在因素，并結(jié)合文檔中的改善建議針對(duì)  性調(diào)整工藝或材料參數(shù)。以上內(nèi)容均為本人日常工作，交流，閱讀文獻(xiàn)所得，由于本人能力有限，文中闡述觀點(diǎn)難免會(huì)有疏漏，歡迎業(yè)內(nèi)同仁積極交流，共同進(jìn)步！參考資料：1.SBR在鋰離子電池中的影響，孫仲振2.鋰離子電池制片中輥壓工序的問(wèn)題與對(duì)策探討，郝鵬3.熱輥壓對(duì)鋰離子電池正極極片性能的影響，呂兆財(cái)-End-