反复折叠和滚动过程至关重要，因为它最大化了聚四氟乙烯（PTFE）粘合剂的原纤化。单次通过会使大部分粘合剂保持非活性状态，而多次通过则利用了这种未原纤化的材料“储库”，生成更长、更细的纳米纤维的致密网络，将电极结合在一起。
反复加工会改变电极的内部微观结构，形成高度均匀的纳米纤维网络，提供必要的机械强度，以抵抗制造过程中的断裂。
微观结构变化机制
释放粘合剂的潜力
单次滚动通过不足以完全激活PTFE粘合剂。该材料包含未原纤化的PTFE“储库”，如果材料不反复加工，它将保持休眠状态。
提高原纤化度（DOF）
通过对材料进行反复折叠和滚动，您将逐步接触到这个储库。这个过程显著增强了干电极内的原纤化度（DOF）。
创建纳米纤维网络
随着DOF的增加，PTFE的物理结构发生变化。粘合剂转化为更长、更细的纳米纤维，在电极材料中形成更复杂、更坚固的网络。
提高制造可靠性
实现均匀分布
结构完整性依赖于一致性。多次加工确保纳米纤维网络均匀分布在整个电极中，而不是聚集在特定区域。
防止局部故障
在大规模制造中，例如卷对卷（R2R）加工，电极承受着巨大的张力。增强的纳米纤维网络可防止局部变薄，这是撕裂的常见前兆。
抵抗断裂
这种机械加固的主要目标是防止断裂。多次通过创建的强大网络确保电极能够承受生产过程中的物理应力而不破裂。
理解权衡
强度与伸长率
虽然反复折叠和滚动极大地提高了机械强度，但需要考虑一个特定的权衡。
断裂伸长率降低
主要参考资料指出，此过程会导致断裂伸长率略有降低。这意味着材料变得更强、更硬，但在断裂前稍微不那么有弹性。然而，为了获得制造所需的结构稳定性，这通常是一个可接受的折衷。
为您的目标做出正确选择
为了优化您的干电极制造过程，请考虑您的具体机械要求：
- 如果您的主要重点是可扩展制造（R2R）：优先考虑多次折叠和滚动，以最大化机械强度并防止在高张力加工过程中的断裂。
- 如果您的主要重点是材料柔韧性：密切监控原纤化度，因为过度加工可能会略微降低材料的伸长性能。
优化通过次数可将PTFE粘合剂从被动成分转变为主动结构框架。
总结表：
| 特征 | 单次通过加工 | 多次通过加工 |
|---|---|---|
| 粘合剂利用率 | 有限；大部分PTFE保持非活性 | 最大化；接触粘合剂“储库” |
| 微观结构 | 稀疏，短纤维 | 致密的细长纳米纤维网络 |
| 结构完整性 | 低；易发生局部变薄 | 高；强度分布均匀 |
| R2R可靠性 | 张力下断裂风险高 | 针对高速制造进行了优化 |
| 伸长率 | 更高的柔韧性 | 断裂伸长率降低 |
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参考文献
- Benjamin Meyer, Patrick S. Grant. Deformation and Tensile Properties of Free-Standing Solvent-Free Electrodes for Li-Ion Batteries. DOI: 10.1021/acsmaterialslett.5c00947
本文还参考了以下技术资料 Kintek Press 知识库 .
