总结极片辊压工艺与关键控制要素

浅谈辊压成型工艺

一、背景简介

确保汽车安全可靠的前提下，减轻整车重量可以做到降低油耗，提升性能的作用，故而轻量化、节能环保一直是汽车行业各大主机厂、配套供应商追求的目标，目前轿车行业为解决轿车轻量化问题，实现的手段是采用材质替代或者高强度钢板，在等强度计条件下减少板厚度及重量。进而高强钢、超高强钢广泛应用于汽车零部件中，并且占整车比重呈逐年上升的趋势。随着强度级别的加大，材质塑性急剧下降、回弹也越来越大、一次成型性变差，常规冲压工艺很难满足工艺要求，从而热成型工艺、辊压工艺成为优选工艺，具体应用到汽车上，其中A柱、B柱目前主流的生产工位为热成型，而前后防撞梁、车门槛、 车门顶饰条、门框亮条、座椅滑 轨、汽车等截面纵梁、车门上框、 玻璃导槽、车门导轨、落水槽嵌条等辊压成型又是最主要的工艺。

二、辊压工艺基本原理

辊压成型指的是成卷带料经过多道次不同形状、规格辊轮，宽度方向不断弯曲，进而形成特定断面形状的一种加工工艺，材料材质普遍为钢、铝，尤其适用于高强度钢材的成型，其中抗拉强度 ＞1 500 MPa 的马氏体钢已形成成熟的工艺。

三、辊压成型工艺基本流程

辊压成型工艺核心工艺为冷弯成型，但是由于产品结构复杂，所以产线会涉及前后道工序，实现形式也不尽相同。

国内现有的辊压线工艺实现形式为：线上料带前冲孔、辊压成型、简单切断；线下借助于压机+切边模具、压机+异形端头切断模具、压机+压型模具单独工序实现。且辊压精度低、工序漏冲孔等不能实现在线检测、用人多、效率低等缺点。 国外辊压线工艺实现现形式为: 线上料带前冲孔、辊压成型、在线切边、在线压型、在线异形端头切断、在线漏冲孔检测，整线的速度、精度、柔性、自动化程度均比较高。

根据产品结构不同工艺流程也不近相同

以国内先进的开口直条型产品（门槛件）典型工艺流程为：

开卷→整平→剪切对焊→地坑→预冲→伺服送料机→地坑→冷弯成型→压型模→切边模→定长切断→码料；

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锂离子电池制片中辊压工序的问题与对策探讨

作者：郝鹏

来源：《时代汽车》2019年第08期

摘 要：在市场中，锂离子电池的比重较大。出现这种现象的原因，得益于生产工艺的不断完善。本文中，首先阐述锂离子电池制片中辊压工序的问题。然后结合笔者的工作经验，从多个角度探究针对性的解决对策。基于此，可以为相关人员提供参考，同时进一步提高辊压工序的合理性，提升锂离子电池制片的生产效率。

关键词：锂离子;电池制片;辊压工序

1 引言

目前，我国锂离子电池的质量不断强化，不仅在国内有着良好的销售量，也逐渐占据国际市场。从当前的情况来看，虽然锂离子电池制片的工艺水平在不断提高，但是经过详细的分析可以发现，制片环节中的辊压工序存在诸多需要优化的问题，一定程度上会限制企业的发展。对此，必须结合实际对其进行优化、调整，全面提高生产工序的合理性，在根本上提高市场的竞争力。

辊压工序是承接涂布工序的极卷，在双辊压力的作用下可以把极片压实，同时实现对厚度的有效控制。基于此，可以有效强化剥离强度、减少离子传输距离的效果。辊压后，极片结构具有稳定的状态，同时颗粒之间的空隙、间距逐渐缩小，提高工艺的整体水平。

2 锂离子电池制片中辊压工序的问题

2.1 极片延展打皱问题

无论使用铜箔还是铝箔，其都存在相应的延展性。在进行辊压工序的过程中，因为需要对活性物质进行压实，同时活性物质会对箔片产生挤压，最终导致箔片产生延展问题。在涂布的环节中，通常会因为节省活性物质，而适当缩小涂布的宽度，带的边缘会存在数毫米不被活性物质覆盖的区域。因此在进行辊压的过程中，有涂布活性物质的区域与轧辊接触，从而被滚压延展;同时，没有涂布活性物质的区域不会与轧辊接触。如此，极片延展不一，从而在涂料与非涂料的临界区域的外观上形成波浪形皱褶，平行的波浪痕迹与箔带运动方向垂直。这样的褶皱问题，不仅影响外观还会出现脱落、凸起、裂缝等现象[2]。

锂电卷绕工艺

锂电卷绕工艺是一种常见的电池制造方法，其流程包括极片制作、辊压、隔膜制备、装配和封口等步骤。下面将对每个步骤进行详细描述。

1.极片制作

极片制作是锂电卷绕工艺的第一步，其包括以下步骤：

1.1原材料准备：准备好正负极活性物质、导电剂、粘结剂等原材料。

1.2涂布：将正负极活性物质涂布到集流体上，形成极片。

1.3压实：通过压实操作，使极片中的活性物质更加紧密地结合在一起，提高电化学性能。

1.4干燥：将压实后的极片进行干燥处理，去除其中的水分。

1.5裁剪：根据需要，将极片裁剪成规定尺寸的片状。

2.辊压

辊压是将极片进行压实和整平的过程，其包括以下步骤：

2.1压实厚度控制：通过调整辊压机的参数，控制极片的压实厚度。

2.2表面质量检查：检查极片的表面质量，如是否有划痕、凹凸等缺陷。

2.3辊压后处理：对辊压后的极片进行干燥处理，并检查其尺寸和重量是否符合要求。

3.隔膜制备

隔膜是锂电卷绕工艺中的重要组成部分，其制备方法如下：

3.1原料选择：选择适合的薄膜材料，如聚丙烯、聚乙烯等。

3.2浸润剂选择：选择适合的浸润剂，以提高隔膜的吸液性能和机械强度。

3.3成膜工艺控制：通过控制加热、冷却等工艺参数，控制隔膜的厚度和机械性能。

3.4膜质量检测：对制备好的隔膜进行质量检测，如厚度、孔隙率、拉伸强度等指标。

4.装配

装配是将极片、隔膜和其他组件组装在一起的过程，其包括以下步骤：

4.1电芯设计：根据产品要求，设计电芯的结构和尺寸。

4.2正负极片堆叠：将正负极片按照设计要求进行堆叠。

4.3加隔膜：将隔膜放置在正负极片之间，确保隔膜的位置和尺寸准确。

一、背景介绍

随着工业生产的不断发展，辊压工艺在金属加工中扮演着重要的角色。然而，在辊压工序中，往往会出现极片断带的问题，这不仅影响了产品的质量，也增加了生产成本和工艺调试的难度。解决辊压工序极片断带的方法与流程变得至关重要。

二、问题分析

1.极片断带问题的原因

极片断带问题通常是由于辊压工序中材料的不均匀性或辊压设备参数设置不当造成的。当辊压时，由于材料表面不均匀或辊压参数不合理，会导致材料在局部产生变形，从而形成极片断带。

2.解决方法的重要性

解决极片断带问题不仅可以提升产品的质量和外观，还可以提高生产效率和减少资源浪费。研究一种有效的解决方法与流程对于提升辊压工序质量至关重要。

三、解决方法与流程

针对辊压工序极片断带问题，提出以下解决方法与流程：

1.原材料表面处理

利用化学处理或机械打磨等方法，对原材料表面进行处理，使其表面平整光滑，减少材料表面不均匀性对辊压过程的影响。

2.辊压参数优化

调整辊压设备参数，如辊压力、辊压速度等，使其适应材料的特性，减少辊压时的局部应力集中，降低极片断带的可能性。

3.辊压工艺改进

采用多道次辊压或变换辊形设计，减少单次辊压对材料的影响，降低极片断带的概率。

4.上线质量监控与调整

利用传感器和自动控制系统，实时监测辊压工序中材料的状态，对辊压参数进行实时调整，以减少极片断带的发生。

5.质量反馈与改进

建立完善的质量反馈体系，收集并分析极片断带发生的原因，不断改进工艺流程与方法，最大程度地减少极片断带问题的发生。

四、实施效果

经过以上方法与流程的实施，辊压工序极片断带问题得到了显著改善。产品的质量得到了提升，外观更加美观，生产效率也得到了提高。辊压工序的稳定性和可控性也得到了增强，为企业的可持续发展奠定了良好的基础。

五、总结 通过对辊压工序极片断带问题的分析和解决方法的探讨，可以得出结论：针对这一问题，需要从原材料表面处理、辊压参数优化、工艺改进、质量监控与调整、质量反馈与改进等多个方面进行综合考虑和解决。只有通过全面的、系统性的方法与流程，才能有效解决辊压工序中的极片断带问题，提升产品质量，降低生产成本，增强企业竞争力，实现可持续发展的目标。六、进一步优化解决方法