辊系参数对锂离子电池极片厚度一致性的影响研究

单体锂离子电池极片的厚度一致性对电池组的性能发挥至关重要。针对在极片辊压中对极片的厚度的高精度要求,采用有限元软件,基于弹塑性有限元法对辊压过程中轧辊的变形进行了仿真。研究了辊系参数变化对极片厚度一致性的影响规律,并对Φ500 mm×500 mm的轧辊辊径及弯辊力设定进行优化。结果表明：辊径不变时,增加辊身长度,极片的厚度一致性变差;辊长不变时,增加辊径和施加弯辊力可以改善极片的厚度一致性;轧辊长径比为1∶1时,同时增加辊长和辊径,极片的厚度一致性变差。通过实验验证了有限元模拟的准确性,研究结果可为技术研究和现场生产提供参考。

动力锂离子电池极片的辊压工艺研究

极片的厚度一致性对动力锂离子电池组的容量、循环寿命和安全性等有重要的影响。针对极片在实际辊压中存在厚度一致性差和辊压宽度窄的问题,采用有限元软件建立了二辊辊压机和四辊辊压机的轧辊有限元模型,借助实验的方法验证了所建有限元模型的准确性。得到了相同辊压工艺条件下与二辊辊压机■500×500等效的四辊辊压机辊系模型;分析了四辊辊压机工作辊辊径、支撑辊辊径、辊身长度及弯辊力的变化对极片厚度一致性的影响规律。研究结果表明:四辊辊压机代替二辊辊压机辊压动力锂离子电池极片具有可行性;随着四辊辊压机工作辊辊径和支承辊辊径的增加,极片沿宽度方向的厚度一致性有所提高;随着四辊辊压机辊身长度的增加,极片沿宽度方向的厚度一致性变差;随着对工作辊施加弯辊力的增加,极片沿宽度方向的厚度一致性提高,同时极片辊压宽度也有所增加,可以改善目前实际生产中极片辊压宽度过窄的问题。