在干法电极工艺中，辊压压延和热层压设备的协同功能是将电极材料的形成与其与集流体的附着分离开来。具体来说，辊压压延首先将干粉转化为独立、机械强度高的薄膜，而热层压设备随后利用精确的加热和压力将该薄膜粘合到涂有底漆的集流体上。
通过将薄膜制备与集流体复合分离开来，这种双设备方法可以独立优化每个过程。这确保了高速生产厚实、坚固且粘附力强的电极，避免了开裂或剥落等常见缺陷。
辊压压延的作用：成膜
粉末转化为薄膜
辊压压延的主要职责是将松散的干粉转化为连续的薄片。这是将原材料转化为可用电极组件的基础步骤。
产生机械强度
通过高精度压力，压延机将材料压实成自支撑薄膜。该过程依赖于控制辊筒温度——通常会超过PTFE等粘合剂的相变点（通常为19°C）——以使粉末复合材料纤维化。
优化密度和结构
辊压过程施加高线压力以增加活性材料层的压实密度。这减少了颗粒间的空隙，增强了电子接触，并确保孔隙率得到优化，以便后续有效浸润电解液。
热层压的作用：粘合
附着到集流体上
薄膜一旦形成，热层压设备就会接管，将预制薄膜粘附到涂有底漆的集流体上。此步骤有效地将独立薄膜转化为功能性电池电极。
施加加热和压力
设备使用受控的加热和压力来完成粘合。该技术对于确保电极薄膜在电池运行的严苛条件下保持与集流体的附着至关重要。
为什么要分离这些过程？
独立的过程优化
顺序使用这两种机器的主要优点是能够在不担心集流体直接约束的情况下优化薄膜性能（密度、厚度）。
实现更厚的电极
同时涂覆和粘合可能导致较厚电极设计的缺陷。分离步骤使制造商能够高速生产厚电极，同时保持牢固的粘附力和结构完整性。
理解权衡
复杂性与控制
与单步湿法涂覆方法相比，将过程分为两个独立阶段会增加设备占地面积和工艺复杂性。然而，这种复杂性是实现先进干法电极所需的高压实密度所必需的。
温度管理
精度是不可协商的；压延阶段不正确的温度可能无法触发粘合剂中必要的相变。同样，层压过程中不良的热控制将导致粘附力弱和内阻增加。
为您的目标做出正确的选择
为了最大化您的干法电极生产线的效率，请考虑哪个参数对您的最终产品最关键：
- 如果您的主要重点是能量密度：优先考虑辊压压延参数，以最大化压实密度并减少颗粒空隙，从而改善电子接触。
- 如果您的主要重点是耐用性和寿命：专注于热层压设置，以确保牢固的粘合，防止在充电/放电循环过程中发生分层。
掌握独立成膜和热粘合之间的相互作用是释放干法电极技术的全部潜力的关键。
总结表：
| 工艺阶段 | 设备 | 主要功能 | 关键输出 |
|---|---|---|---|
| 成膜 | 辊压压延 | 粉末压实和PTFE纤维化 | 独立、高密度电极薄膜 |
| 粘合 | 热层压 | 加热和压力施加 | 薄膜与集流体牢固粘附 |
| 优化 | 双步法 | 分离薄膜制备与粘合 | 高速生产厚实、坚固的电极 |
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参考文献
- Benjamin Schumm, Stefan Kaskel. Dry Battery Electrode Technology: From Early Concepts to Industrial Applications. DOI: 10.1002/aenm.202406011
本文还参考了以下技术资料 Kintek Press 知识库 .
