磷酸铁锂(LFP)极片的柔韧性是影响电池综合性能的关键指标。柔韧性不足会导致极片在加工过程中出现开裂、掉粉问题,直接降低生产良率;在电池使用阶段,会破坏内部导电网络,导致内阻增大,进而引发容量衰减、倍率性能下降,甚至存在短路等安全隐患,同时也会影响电芯批次一致性与循环寿命。 LFP极片烘干是电池制造的核心工序,其工艺参数直接决定极片微观结构与加工性能。未烘干的极片含有大量水分,涂层虽柔软,但残留水分会引发后续电芯鼓包、性能衰减等一系列问题;高温烘干虽能有效去除水分,导致极片脆性增加、柔韧性显著下降,在卷绕、分切等工序中极易开裂掉粉。随着动力电池向高能量密度方向发展,LFP 极片涂布厚度不断增加,烘干导致极片变脆的风险愈发突出。因此,开展烘干前后极片柔韧性测试,评估烘干工艺对极片机械性能的影响,优化烘干温度与时间参数,对保障极片加工良率、提升电池循环稳定性至关重要。 本次选取 3 组烘干条件不同的 LFP 极片,开展柔韧性对比测试。 1、测试设备:采用苏州利电JRR120系列极片柔韧性测试仪,对3款烘干条件不同的LFP极片柔韧性进行测定与评估。 2、样品测试:3款烘干条件不同的LFP极片; 选取LFP极片作为测试样品,为保证测试的规范性和可比性,将所有极片按照同一标准裁切成相同尺寸的试样,去除极片边缘不规则部分,避免试样尺寸差异对测试结果造成干扰。 将制备好的试样平稳放入极片柔韧性测试仪中,按照设备操作规程设置测试参数,启动设备进行柔韧性测试,设备自动采集试样受力过程中的应力、位移数据,生成各款样品的应力 VS 应变曲线(图 1)。 图1:不同条件下LFP极片应力应变曲线 本次测试以断裂位移作为核心指标,量化评估极片弯折性能:断裂位移数值越小,极片脆性越强,轻微形变即易断裂,后续加工与使用中开裂、掉料风险越高;数值越大,极片柔韧性越优异,更适配卷绕工艺高良率连续化生产流程。 测试结果显示,3组样品断裂位移差异显著:未烘干极片因含水量较高,柔韧性最佳;但烘干时间过长,极片柔韧性会明显劣化。三组样品柔韧性排序为:未烘干极片(Sample 1)>烘干 5h 极片(Sample 2)>烘干10h极片(Sample 3)。由此可见,LFP 极片烘干并非时间越长越好,需筛选最优烘干时长,平衡除水效果与柔韧性能。 本次依托苏州利电 JRR120 系列测试仪建立的检测方案,以断裂位移为定量判定参数,可精准量化不同烘干条件下LFP正极极片的柔韧性差异;结合极片弯折后开裂、掉料、涂层剥落等表观形貌进行定性判定,构建 “数据量化 + 外观定级” 的 LFP 极片柔韧性综合评价体系。该检测方案可靠性高、重复性好,可用于LFP极片柔韧性的常态化质量检测。 LFP极片柔韧性测试,能验证极片适配辊压、分切、卷绕全制程的抗弯折、抗拉伸性能,为量产工艺参数优化提供依据,减少制程中断带、露箔等不良品,降低生产成本;同时可为LFP浆料粘结体系选型、活性物质配比调整、涂布工艺改良提供量化试验支撑,助力高柔韧性磷酸铁锂电极配方迭代升级。
