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極片涂布缺陷:氣泡在涂布過程中破裂,表面出現(xiàn)孔洞、裂紋,影響涂層均勻性,降低活性物質(zhì)與集流體的接觸面積;
內(nèi)部短路風(fēng)險(xiǎn):隨著電池充放電,氣泡周圍的材料因應(yīng)力集中加速結(jié)構(gòu)破壞,可能刺穿隔膜,引發(fā)正負(fù)極直接接觸;
電解液分解:氣泡占據(jù)的孔隙會(huì)導(dǎo)致電解液局部濃度過高,在高壓下加速分解,產(chǎn)生氣體(如 CO?、H?),加劇電池鼓包;
阻抗增大:氣泡的存在阻礙電子與鋰離子傳輸,導(dǎo)致電池內(nèi)阻上升,充放電效率降低,容量衰減加速。
真空環(huán)境下的氣泡膨脹破裂:設(shè)備將密閉腔體內(nèi)壓力降至 - 0.08MPa~-0.1MPa(接近絕對真空),根據(jù)波義耳定律,氣泡在負(fù)壓下體積迅速膨脹,直至內(nèi)外壓力差超過氣泡膜強(qiáng)度,引發(fā)破裂;
攪拌加速氣泡排出:部分真空脫泡機(jī)配備行星式攪拌槳或雙軸攪拌結(jié)構(gòu),通過離心力與剪切力將大氣泡打碎成微小氣泡,縮短氣體排出路徑,同時(shí)促進(jìn)漿料混合均勻;
溫度輔助脫泡:部分機(jī)型可對漿料進(jìn)行 30℃~50℃低溫加熱,降低漿料黏度,進(jìn)一步加速氣泡逸出。
改善極片微觀結(jié)構(gòu):脫泡后的漿料涂布成膜后,極片表面平整、致密,活性物質(zhì)分布均勻,有效提升鋰離子嵌入 / 脫出的穩(wěn)定性。研究表明,脫泡不良的極片在 100 次循環(huán)后,活性物質(zhì)脫落率比脫泡合格極片高出 23%;
降低電池內(nèi)部阻抗:消除氣泡后,電子與鋰離子在極片中的傳輸路徑更通暢。某電池企業(yè)實(shí)測數(shù)據(jù)顯示,使用真空脫泡機(jī)處理漿料后,電池初始內(nèi)阻降低 18%,500 次循環(huán)后內(nèi)阻增幅減少 40%;
抑制產(chǎn)氣與鼓包:脫泡后的極片減少了電解液局部富集,降低了副反應(yīng)發(fā)生概率。在高溫循環(huán)測試中(55℃),脫泡合格的電池在 800 次循環(huán)后鼓包率僅為 3%,而未脫泡電池鼓包率高達(dá) 27%;
提升循環(huán)穩(wěn)定性:由于極片結(jié)構(gòu)與電池內(nèi)部環(huán)境的優(yōu)化,使用脫泡合格漿料的電池,在 1C 充放電條件下,1000 次循環(huán)后容量保持率可達(dá) 85% 以上,遠(yuǎn)超未脫泡電池的 70%。
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