压片机和实验室压机主要通过对电极片施加精确的垂直压力来提高体积能量密度。通过物理压缩材料，这些机器迫使活性颗粒靠得更近，从而在不减少储能活性材料量的情况下直接减小电极的厚度。
起作用的核心机制是减小孔隙率。通过最小化电极内的空隙（气隙），您可以在单位体积内最大化存在的活性材料量，同时降低电池的电阻。
致密化的力学原理
减小电极孔隙率
在加工之前，电极片包含大量的空隙，即“孔隙率”。
压片机施加力来消除这些多余的空隙。这会形成更致密、更具凝聚力的结构。
更紧密的颗粒堆积
垂直压力导致活性材料颗粒重新排列并更紧密地堆积。
这种物理压实是提高密度的根本驱动力。它确保可用体积被储存能量的材料占据，而不是被空气占据。
减小电极厚度
随着颗粒堆积得更紧密，电极片的整体厚度会减小。
由于体积能量密度是相对于体积储存的能量的度量，因此在保持能量含量不变的情况下减小厚度（体积）会自动提高能量密度。
提高电气性能
改善电子和离子接触
密度并非唯一的优势；该工艺还可以改善电池的内部连接性。
压缩力使颗粒之间产生更好的接触。这增强了电子电流和离子运动所需的通路。
降低界面阻抗
该工艺特别改善了活性颗粒与集流体（金属箔）之间的接触。
通过确保牢固的物理连接，机器显著降低了界面阻抗（电阻）。这意味着能量在电池内部和外部的流动更加高效。
理解关键变量
平衡压力与孔隙率
虽然目标是降低孔隙率，但该过程依赖于施加正确的垂直压力。
目标是达到特定的目标密度。这需要校准机器以精确地减小厚度，确保材料紧密但结构牢固。
为您的目标做出正确的选择
为了最大化您的压片过程的效用，请专注于以下目标：
- 如果您的主要重点是最大能量密度：校准您的设备施加足够的压力，以在材料允许的范围内最大程度地减小电极厚度和孔隙率。
- 如果您的主要重点是电气效率：确保压缩均匀，以最大化颗粒与集流体的接触，这是降低界面阻抗的关键。
有效的压片将多孔、有阻碍的复合材料转变为致密、高导电性的储能介质。
摘要表：
| 特征 | 对电极的影响 | 对电池性能的好处 |
|---|---|---|
| 孔隙率降低 | 最小化空隙/气隙 | 增加单位体积内的活性材料量 |
| 厚度控制 | 减小整体片材体积 | 直接提高体积能量密度 |
| 颗粒堆积 | 迫使活性颗粒靠得更近 | 增强电子和离子电导率 |
| 界面接触 | 加强与集流体的结合 | 降低阻抗，提高效率 |
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参考文献
- Alexis Luglio, Ryan Brow. Maximizing calendering effects through the mechanical pulverization of Co-free nickel-rich cathodes in lithium-ion cells. DOI: 10.1557/s43577-025-00936-5
本文还参考了以下技术资料 Kintek Press 知识库 .
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