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鋰離子(zi)電(dian)池的(de)電(dian)極剝離強度(du)對性能有(you)著顯著的(de)影響，因此探(tan)究(jiu)剝離強度(du)的(de)影響因素十分(fen)必要，本文(wen)主要討論涂布工(gong)藝及漿料的(de)影響。

烘干過程中電極內部結構變化

烘干的(de)初始階段，各成分(fen)在(zai)電極(ji)(ji)中(zhong)(zhong)均(jun)勻(yun)分(fen)布。在(zai)干燥過程中(zhong)(zhong)，由于溶(rong)(rong)(rong)劑(ji)蒸(zheng)發，電極(ji)(ji)膜收縮(suo)(suo)，在(zai)氣液界面(mian)處存在(zai)溶(rong)(rong)(rong)度梯度，在(zai)固結顆(ke)粒(li)層(ceng)的(de)表面(mian)形成彎月面(mian)。溶(rong)(rong)(rong)劑(ji)通過毛細管力在(zai)石(shi)墨(mo)(mo)顆(ke)粒(li)間(jian)進行向(xiang)表面(mian)遷移，并且伴(ban)隨著顆(ke)粒(li)層(ceng)膨脹。SBR粘(zhan)合劑(ji)和炭黑的(de)顆(ke)粒(li)尺寸至少比石(shi)墨(mo)(mo)小100倍，石(shi)墨(mo)(mo)顆(ke)粒(li)間(jian)距足夠讓(rang)SBR及(ji)炭黑自由流動，溶(rong)(rong)(rong)劑(ji)流動會(hui)帶著聚合物及(ji)小顆(ke)粒(li)一起遷移，使他們在(zai)電極(ji)(ji)的(de)上層(ceng)富集，當溶(rong)(rong)(rong)劑(ji)完全蒸(zheng)發后，電極(ji)(ji)膜收縮(suo)(suo)停止。

烘干過程主要分為以下三個(ge)階段(duan)：

（1）空氣-膜界面處溶劑含量不斷下降，直至達到臨界濃度。
（2）從這個臨界點開始，空氣-膜界面處溶劑濃度保持不變，
（3）當溶劑進一步蒸(zheng)發時，空氣-膜界面處溶劑溶度開(kai)始下降，直到(dao)膜形成(cheng)。

烘烤速率對剝離強度的影響

由烘干過程分析知，在極片烘干過程中，SBR粘結劑及炭黑隨著溶劑蒸發而向表面遷移，那么烘烤速率對電極內部成分分布影響如何？
下圖為不同烘烤速率情況下，從集流體到氣液界面的粘結劑濃度分布情況，從圖可知，在低烘烤速率（LDR）的情況下，不同位置的粘結劑分布相對均勻，而在高烘烤速率（HDR）情況下，從集流體到氣液界面的粘結劑濃度不斷變大，在集流體與敷料區處粘結劑分布很少，這將直接導致剝離強度下降，此外電極阻抗也會相應增大。

涂布工藝的改進
在設計高能量密度電池時，電極厚度一般很大。根據烘烤過程的電極特性，Darjen Liu等人提出了一個新型的雙層涂布，分別設計兩種不同粘結劑含量的漿料，上涂層的粘接劑含量低于下涂層，通過增加下涂層的粘接劑含量來彌補粘接劑在干燥過程中向表面遷移帶來的影響。下圖為不同涂布方案，其中80℃,150℃分別表示烘烤溫度，3.0wt%，3.5wt%，4.0wt%，4.5wt%，5.0wt%分別表示不同粘結劑含量的漿料涂層。

從(cong)下圖(tu)可(ke)以看出(chu)：

低面密度電極，電極阻抗基本上不受溫度的影響，這主要是因為溶劑總量低并且電極結構固化快，粘結劑不會有明顯的遷移。
高(gao)面密度電極(ji)則表現完全不一樣的特性，恒速蒸(zheng)發(fa)階段(duan)很長，給粘(zhan)(zhan)結(jie)劑遷移提供了足夠的時(shi)間，隨著溫度升(sheng)高(gao)，粘(zhan)(zhan)結(jie)劑和炭黑遷移現象(xiang)加劇，導致剝離強度變差，并(bing)且電極(ji)阻(zu)抗也會增大。

在80℃下，不同面密度的剝離強度差別不大。
當達到110℃時，遷移速度將會增大，面密度增大到5.4mg/cm2，那么干燥時間會增大，這會給粘結劑提供足夠的遷移時間，當面密度進一步增大到12mg/cm2時，剝離強度會降低52%。
當(dang)溫度增大到130℃時，遷移現象會(hui)進(jin)一步(bu)加劇(ju)，導致剝(bo)離強度變(bian)差。

漿料對剝離強度的影響

固(gu)含量降(jiang)(jiang)低將(jiang)會導(dao)致(zhi)(zhi)剝(bo)離(li)強度降(jiang)(jiang)低，這主要是因為固(gu)含量降(jiang)(jiang)低后，需要更長的時間或更高(gao)的溫度進行烘干，這都將(jiang)導(dao)致(zhi)(zhi)粘結劑(ji)的遷移現象加劇(ju),導(dao)致(zhi)(zhi)剝(bo)離(li)強度變差(cha)。粘結劑(ji)比例增大(da)也可提高(gao)剝(bo)離(li)強度。