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0010-29061應用材料圓盤渠道商介紹，極片制作是制造鋰離子動力電池的基礎工藝，對設備的精度、智能化水平、生產性能的可靠性等要求非常高。極片分切機是按電池規格，對經過輥壓的電池極片進行分條的裝備，主要技術要求是分條后的極片不能出現褶皺、脫粉，要求分條尺寸精度高等，同時極片邊緣的毛刺小，否則在毛刺上會產生枝晶刺破隔膜，造成電池內部的短路。圓盤分切刀主要有上、下圓盤刀，裝在分切機的刀軸上，利用滾剪原理來分切厚度為0.01~0.1mm成卷的鋁箔、銅箔、正負極極片等。這里對鋰電池極片圓盤分切工藝基礎知識整理，分享并與大家共同學習。

1、極片圓盤分切原理

參照金屬板材圓盤分切過程，先介紹極片圓盤分切的基本原理。如圖1所示，這是一對普通圓盤切刀對板材進行分切加工時的示意圖。首先，當板材與上下刀片的AB點接觸時，板料就會受到上下刀面的壓力而產生彈性變形，并且由于力矩的存在，使板材產生彎曲，在間隙附近的材料內部產生以剪應力為主的應力。隨著刀刃點A、B旋轉到C、D位置時，內應力狀態滿足塑性條件時，產生塑性變形。隨著剪切作用過程的繼續進行，板材受到的剪切力越來越大，進入到剪切屈服狀態，剪切變形區開始產生宏觀的滑移變形，上下圓刀剪切刃開始切入材料，這時刃口附件的材料產生塑性變形(圖1進料方向觀測)，剪切塑性滑移形成，斷面光亮。隨著刀盤的繼續轉動材料的塑性變形程度加劇，材料會出現加工硬化，其應力狀態也會發生改變，因此導致材料的內部出現微觀裂紋，隨著變形的繼續進行，這些微裂紋匯成主裂紋，轉變為裂紋擴展而分離，斷面形成撕裂區。

鋰電池極片圓盤分切工藝基礎

與金屬板材分切加工比較，鋰電池極片圓盤剪的裁切方式具有完全不同的特點：

（1）極片分切時，上下圓盤刀具有后角，類似與剪刀刀刃，刃口寬度特別小。上下圓盤刀不存在水平間隙（圖1中所示參數c相當于負值），而是上下刀相互接觸并存在側向壓力。

（2）板料分切時上下基本上都有橡膠托輥，平衡上下刀在剪切時產生的剪力和剪切力矩，避免板料的大幅變形。而極片分切沒有上下托輥。

（3）極片涂層是由顆粒組成的復合材料，幾乎沒有塑性變形能力，當上下圓盤刀產生的內應力大于涂層顆粒之間的結合力，涂層產生裂縫并拓展分離。

2、極片分切質量影響因素

影響毛刺的大小、斷面形貌特征及極片尺寸精度等質量的因素有很多，根據現有的理論，可以總結為：極片的物理力學性能、極片厚度、上下成對刀具的側向壓力（圖1中參數c）、上下成對刀具的重疊量（圖1中參數δ）、刃口磨損狀態、咬入角（圖1中參數α）、圓盤刀精度等。

（1）材料物理力學性能的影響。一般說，材料的塑性好，剪切時裂紋會出現得較遲，材料被剪切的深度較大，所得斷面光亮帶所占的比例就大；而塑性差的材料，在同樣的參數條件下，則容易發生斷裂，斷面的撕裂帶所占的比例就會偏大，光亮帶自然也較小。

（2）上下成對刀具側向壓力（圖1中參數c相當于負值）的影響。在極片的分切中，刀具側向壓力是影響分切質量的關鍵因素之一。剪切時，斷裂面上下裂紋是否重合、剪切力的應力應變狀態都與側向壓力的大小關系密切。側向壓力太小時，極片分切可能出現分切斷面不齊整、掉料等缺陷，而壓力太大，刀具更容易磨損，壽命更短。

（3）上下成對刀具的重疊量（圖1中參數δ）的影響。重疊量的設置主要與極片的厚度有關，合理的重疊量有利于刀具的咬合，其影響包括剪切質量的優劣、毛剌的大小和刀具刃口磨損快慢等問題。

（4）咬入角（圖1中參數α）的影響。圓盤分切中，咬入角是指剪切段和被剪板材中心線的夾角。咬入角增加，剪切力所產生的水平分力也會增大。如果水平分力大于極片的進料張力，板材要么打滑，要么在圓刀前拱起來而無法剪切。而咬入角減小，刀片的直徑就要增大，分條機的尺寸相應的也要增大。因此如何平衡咬入角、刀片直徑、板料厚度以及重疊量，必須參考實際工況而定。

在極片分切工藝中，刀具的側向壓力和重疊量是圓盤切刀部的主要調整參數，需要根據極片的性質和厚度詳細調整。以往的設備制造和工藝中，調刀往往缺少精確數值參數，而是憑借經驗根據極片批次進行相應的調節。隨著設備技術的進步，調刀技術也不斷進步，并且數值化。目前出現極片分切機刀具側向壓力氣缸自動調節裝置，極片分切時通過設定氣缸壓力來調節刀具側向壓力而控制分切質量。

資訊來源：汕頭羅克自動化