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软包卷绕的电芯最后表面有没有出现凹凸不平的S型?

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发表于 2018-1-23 10:41:56 | 显示全部楼层 |阅读模式
各位做软包卷绕的同行们,大家有没有出现过卷绕的电池在分容完成做循环或者存储时间过长的时候,电芯表面开始出现S型,表面不平整,厚度会增加。初步分析是因为卷绕张力太大,电芯在烘烤之后隔膜热收缩了,然后极片在吸液膨胀和满电后的厚度反弹没有多余的空间了,就只能弯曲成S型。问一下,这种情况常见吗?降低卷绕张力这种情况可以彻底解决吗?还有没有其他的方式进行改善的?
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发表于 2018-2-3 10:29:17 | 显示全部楼层
变形机理1
        极片膨胀,层间产生相互作用力,宏观表现为,电芯沿宽度方向受压;在某一受压截面上,内力集度不均匀(应力集中),产生弯矩,造成极片扭曲,从而导致电芯变形。
变形机理2
       应力产生及释放:由于受到两侧阴极的束缚,阳极内部产生应力,当阳极直线段没有”缺陷”时,应力主要集中在极片转角处;
       当转角处内外两侧均受到束缚时,根据两侧束缚的大小关系,有两种可能的趋势:

        1.内侧束缚>外测束缚时,转角处有向外侧位移的趋势,应力向外侧释放;
        2.内侧束缚<外测束缚时,转角处有向内侧位移的趋势,应力向内侧释放;
减少变形的途径

在极片膨胀比例一定的前提下,通过控制卷绕松紧程度来应对膨胀应力。
        卷绕松的电芯产生的膨胀应力小,变形风险低;

实例:手工卷绕裸电芯与RF卷绕裸电芯的主要区别:
           1)电芯层与层间的周长差;
           2)同极片,同周长卷芯生产的裸电芯宽度差;
           3)同极片,同周长卷芯生产的裸电芯极片收尾位置差。

在卷绕松紧程度一定的前提下,通过降低材料的膨胀来减少应力的产生。
        降低卷绕后极片的自然反弹,抑制电极的充电膨胀,避免电芯在满充状态下的存储和高温条件下的循环,从而降低变形风险;

实例:1)冷压后极片的充分反弹;
      2)PVDF阳极卷绕前用溶液浸泡。

在卷绕松紧程度和材料膨胀一定的前提下,通过增加电芯的硬度,和改善内圈极片的平整度来抵御变形。

实例:1)设计时平衡电芯厚度;
      2)在电芯厚度方向上施加约束,矫正变形。




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  发表于 2018-2-5 08:39
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发表于 2018-1-23 16:58:00 | 显示全部楼层
是不是此卷芯相比其他电芯要薄和宽、大?
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 楼主| 发表于 2018-1-30 01:19:38 | 显示全部楼层
minemine521 发表于 2018-1-23 16:58
是不是此卷芯相比其他电芯要薄和宽、大?

应该是更厚一些的更容易变形。
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发表于 2018-1-30 08:12:32 | 显示全部楼层
张力控制和采用变张力卷绕
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发表于 2018-1-30 15:07:34 | 显示全部楼层
上一套夹具化成看一看。
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 楼主| 发表于 2018-1-30 21:34:41 | 显示全部楼层
XGP12 发表于 2018-1-30 08:12
张力控制和采用变张力卷绕

全自动卷绕机应该更容易调一些,我们是实验用的半自动卷绕机不知道能不能调
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发表于 2018-1-31 13:43:55 | 显示全部楼层
Fier 发表于 2018-1-30 21:34
全自动卷绕机应该更容易调一些,我们是实验用的半自动卷绕机不知道能不能调

那就吧张力降低点了。用夹具化成了

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  发表于 2018-1-31 14:38
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发表于 2018-2-1 10:17:39 | 显示全部楼层
XGP12 发表于 2018-1-31 13:43
那就吧张力降低点了。用夹具化成了

不知道有高手有没有更好的解决方法呢
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 楼主| 发表于 2018-2-1 16:18:34 | 显示全部楼层
XGP12 发表于 2018-1-31 13:43
那就吧张力降低点了。用夹具化成了

嗯,可以试一试。谢谢
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 楼主| 发表于 2018-2-1 16:19:32 | 显示全部楼层
Fier 发表于 2018-2-1 16:18
嗯,可以试一试。谢谢

软包这个外形呈S型的问题是不是个通病呢?
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