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锂离子电池的制造过程可以大致分为前工序及后工序两个主要过程，其中前工序包括浆料的制备及极片的涂布和干燥等过程，极片缩孔的问题主要出现在锂离子电芯制备的前工序中，本文主要对极片缩孔产生的原因及改善措施进行的初步的分析及阐述。 极片缩孔定义 锂离子电池极片在涂布或者干燥过程中由于非正常原因导致的，在极片表面出现圆形或者近于圆形的凹坑的现象称为极片缩孔，如下图所示。 极片缩孔产生的原因 极片制备过程中产生缩孔现象的根本原因为表面张力的变化造成，简单的说就是极片出现凹坑位置的表面张力发生变化，造成局部力的不平衡，因此产生缺陷。力的变化可以参考下图 极片缩孔的改善 极片涂布或者干燥过程中，极片缩孔一旦形成，则难以彻底解决，所以有效控制极片缩孔的形成，才是解决极片缩孔的终极办法，设计合理的浆料配方，控制涂布工艺等均可以有效减少涂布缩孔发生的几率。 （1）优化极片浆料的配方 尽可能的选择相容性好的分散剂或分散介质，减少涂料本体中低表面张力大颗粒（包括大液滴）的存在；添加疏水表面活性分散剂和溶剂等可以控制缩孔的程度，如在浆料中添加PVP、CMC等具有表面活性的分散剂，保证对低表面张力的颗粒的乳化分散，提高石墨材料在水中的分散能力，即提高水对石墨材料的润湿程度。 （2）优化正负极原材料 虽然为相应市场和国家政策的需要，多种新型负极材料不断涌现，但目前锂离子电池的负极材料依然主要集中在石墨材料上，石墨包括人工石墨和天然石墨，这二者都无法直接使用，必须通过包覆、氧化等方法对石墨进行化学深度改性和表面改性，改性的过程中会在石墨表面引入新的亲水基团以改变石墨的亲水性能，但是受工艺条件的限制，可能有部分改性石墨的一致性没有预想的情况那么理想，简单地说就是石墨表面的亲水基团数量并不完全一致，这样就造成石墨材料的亲水性不一致，也即是表面张力不同，这样就会引起锂离子电池极片制备过程中的缩孔现象。所以对负极或者正极原材料的改进，也是有效预防锂离子电池极片缩孔的主要手段之一。条件允许的情况下可以在浆料中加入一定体积的乙醇，提高水对石墨材料的浸润程度。 （3）优化制浆工艺过程 极片出现缩孔现象的根本原因不是极片涂布过程中出现的，其根本原因出现在浆料本身的性质上，为了预防缩孔等不良现象的出现，可以尽可能的从源头解决问题，比如浆料制备的过程中可以适当的增加浆料的搅拌时间或搅拌速度，以此来增加浆料的一致性，只要浆料的一致性得到了保证，后面的工序就会比较顺利。 （4）优化极片干燥工艺 适当的调整极片的干燥工艺也可以有效减轻锂离子电池极片的缩孔现象，因为如果极片干燥速度过快，会造成极片表面本来就存在的表面张力差被迅速释放或者被放大，这样造成极片表面出现裂纹或者粘结剂向表面迁移的可能性大大增加，同时也会造成表面出现缩孔等不良现象。 |
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