在鋰電池生產(chǎn)中,從電極制備到電芯封裝的全流程,氣泡的存在都可能成為影響電池性能、安全性和壽命的 “隱形殺手"。而真空脫泡機(jī)通過創(chuàng)造負(fù)壓環(huán)境高效去除物料中的氣泡,成為保障鋰電池質(zhì)量的核心設(shè)備之一,其不可替代性主要體現(xiàn)在以下關(guān)鍵環(huán)節(jié):
一、電極漿料制備:杜絕氣泡,保證漿料均勻性
電極漿料是鋰電池能量存儲(chǔ)的 “核心載體",由活性物質(zhì)、導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑等混合而成。若漿料中混入氣泡,會(huì)導(dǎo)致以下問題:
涂布時(shí)氣泡破裂形成針孔或凹陷,使極片表面出現(xiàn) “空洞",降低活性物質(zhì)與集流體的結(jié)合力,充放電時(shí)易出現(xiàn)掉粉、脫落;
氣泡會(huì)導(dǎo)致漿料密度不均,極片干燥后厚度波動(dòng)大,影響電池內(nèi)阻一致性,進(jìn)而造成電芯容量差異。
真空脫泡機(jī)在漿料制備的最后環(huán)節(jié)介入,通過負(fù)壓環(huán)境使氣泡內(nèi)部壓力大于外部,促使氣泡膨脹、破裂并排出。同時(shí),設(shè)備的攪拌功能可配合真空環(huán)境,讓漿料在脫泡過程中進(jìn)一步混合均勻,確?;钚晕镔|(zhì)分散無團(tuán)聚,為后續(xù)涂布奠定穩(wěn)定基礎(chǔ)。
二、極片涂布:消除涂層缺陷,保障電流均勻性
極片涂布是將電極漿料均勻涂覆在銅箔(負(fù)極)或鋁箔(正極)表面的過程,若涂層中殘留氣泡,會(huì)引發(fā)一系列連鎖問題:
氣泡在干燥后形成的 “針孔" 會(huì)局部導(dǎo)電性能下降,充放電時(shí)電流集中在無缺陷區(qū)域,造成局部過熱,長(zhǎng)期使用可能引發(fā)熱失控;
涂層中的氣泡會(huì)降低極片與集流體的附著力,在電芯輥壓環(huán)節(jié)易出現(xiàn)涂層開裂、剝離,直接影響電池循環(huán)壽命。
真空脫泡機(jī)在涂布前對(duì)漿料進(jìn)行深度脫泡,能從源頭減少涂層氣泡的產(chǎn)生。對(duì)于高粘度漿料(如磷酸鐵鋰、三元材料漿料),真空環(huán)境可打破氣泡表面張力,即使是微米級(jí)的微小氣泡也能被有效排出,確保涂布后的極片表面平整、無針孔,為電流均勻分布提供保障。
三、電芯封裝:避免電解液氣泡,提升離子傳導(dǎo)效率
在電芯注液與封裝環(huán)節(jié),電解液若混入氣泡,會(huì)直接影響鋰離子的遷移效率:
氣泡會(huì)占據(jù)電芯內(nèi)部空間,減少電解液與電極材料的接觸面積,導(dǎo)致電池內(nèi)阻升高,充放電速度變慢;
封裝后的氣泡在循環(huán)充放電過程中會(huì)因溫度變化膨脹、收縮,可能破壞隔膜的完整性,引發(fā)正負(fù)極短路,存在安全隱患。
真空脫泡機(jī)在注液后通過負(fù)壓環(huán)境,可將電芯內(nèi)部殘留的氣泡強(qiáng)制排出,使電解液充分浸潤(rùn)電極材料和隔膜。尤其對(duì)于軟包鋰電池,真空脫泡能避免封裝后 “鼓包" 現(xiàn)象,確保電芯結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,同時(shí)提升電解液的離子傳導(dǎo)效率,間接延長(zhǎng)電池循環(huán)壽命。
四、批量生產(chǎn)的質(zhì)量一致性保障
鋰電池生產(chǎn)屬于高精度制造領(lǐng)域,同一批次產(chǎn)品的性能差異需控制在極小范圍。若依賴人工或非真空方式處理氣泡,難以實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化脫泡效果,易導(dǎo)致電芯容量、內(nèi)阻、循環(huán)壽命出現(xiàn)較大波動(dòng)。
真空脫泡機(jī)可通過精準(zhǔn)控制真空度(通常在 - 0.095MPa 至 - 0.1MPa)、脫泡時(shí)間和攪拌速度,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、標(biāo)準(zhǔn)化脫泡,確保每一批次漿料、極片、電芯的氣泡含量穩(wěn)定在合格范圍內(nèi)(一般要求氣泡直徑<5μm,且每平方厘米氣泡數(shù)量<3 個(gè))。這種一致性是規(guī)?;a(chǎn)中保障鋰電池質(zhì)量的關(guān)鍵。