【文章內(nèi)容簡介】 貼膠問題。但關(guān)鍵是，如果工藝本身都不存在嚴謹性，身為工程師的我們又如何去要求產(chǎn)線做這做那呢？0 公差不可嚴于實際制程能力。公差嚴于制程能力的結(jié)果很簡單：很多產(chǎn)品規(guī)格都不在公差要求的范圍之內(nèi)，最終要么將不在范圍之內(nèi)的統(tǒng)統(tǒng)報廢而后提高制程能力、要么擴大公差范圍并對不符合公差的產(chǎn)品進行評估和放行。制程過程的波動一定是越小越好，工藝中的公差需要與制程波動相符，而后再以公差作為設(shè)計余量的參考。盲目減小公差，不僅無助于產(chǎn)線制程能力的提高、無助于產(chǎn)品質(zhì)量的提高，而只會讓產(chǎn)線叫苦不迭、讓出工藝的人不得不再次修訂工藝。 同一參數(shù)在不同工序給出的公差，若非測量手法有明顯變更或不同工序測量期間數(shù)值必定發(fā)生變化，否則公差不應(yīng)不同。之前曾遇到過這樣的事情：卷繞后卷芯極耳中心距為177。，但是封裝來料檢驗卻給為177。從感性上來講，由于測量誤差及轉(zhuǎn)序?qū)硇緲O耳位置造成了些許影響，如此規(guī)定也有一些道理。但問題時，如果你的工序特別多，如果期間要對同一參數(shù)進行多次測量，難道每個工序每次測量都要增加一次公差范圍不成？故文武認為，只要測量方法是一樣的，那前工序?qū)υ搮?shù)的控制如何，后工序就應(yīng)該完全一致，而不應(yīng)該有“越往后越松”的懈怠想法。在一個例子，設(shè)計出藍牙電芯后卷尺寬度也要同時給出且新卷尺要拿給機加工中心加工，如果機加工中心圖紙的卷尺寬度公差為177。（線割的精度實際不止于此），那工藝中使用卷尺的寬度公差也應(yīng)該為177。，當然若量產(chǎn)時發(fā)現(xiàn)卷尺寬度需要更改，那是另外一碼事，此時要改的是卷尺寬度的中值（177。177。），而非放大卷尺的公差（177。，177。）。當然，當兩次測試手段差異很大時，后工序給出的公差可以大于前工序；例如涂布時面密度要求沖孔重量波動177。2%，那后面稱量極片重量時給出的極片重量范圍應(yīng)該要大于沖孔的波動值，一是不同的測量方法一定會有一些差異，二是極片在輥壓分條后，重量會有一些特定趨勢的、不容易給出解釋的變化。 公差的疊加問題相對較為復雜。很多時候，一個輸出同時由多個輸入決定，此時輸出的波動范圍與每個輸入的波動息息相關(guān)。但莫要輕易地認為輸出的波動等于各個輸入波動的線性疊加，第一，若輸出公差簡單給成各個輸入公差之和時，則輸出公差會變得非常大從而根本無法控制和生產(chǎn)；其次，由于制程過程的數(shù)據(jù)一般是服從正態(tài)分布的，各個輸入同時取極限、造成輸出結(jié)果也是極限的可能性非常非常低。此處最合適的例子就是CPP外露尺寸，CPP外露尺寸作為輸出，~；對CPP外露有直接影響的因素包括：極耳點焊時CPP與極片距離、卷繞時插片位置、入盒后卷芯相對于盒子的位置、所用CPP的肩高、頂封裁切寬度，以上的這些輸入，每個都有至少177。，加在一起，其和必然大于CPP外露所允許的波動程度。此時，工藝中需要保證的是當所有輸入走中線時、作為輸出的CPP外露尺寸經(jīng)過理論計算也是走中線（卷芯形狀特殊需要修正的除外），至于CPP公差為何小于各個輸入公差之和，則需要用概率來解釋：當遇到CPP點焊距離走下限+卷繞插片走下限+入盒后電芯剛好靠盒子底部+CPP肩高為要求下限+頂封裁切寬度為要求上限這一系列會造成CPP外露減少的現(xiàn)象同時發(fā)生時，概率到底有多少？即便是六西格瑪設(shè)計中，也不需保證設(shè)計100%合格（因為這是不可能的），最終只需達到6σ水平即可。但同時也要注意，雖然輸出因子的公差無必要大于等于各個輸入因子的公差和，但是也絕對不能比輸入因子的任何一個小。例如文武之前出工藝時，曾要求正負極耳點焊距極片頭部距離皆為177。、同時極耳中心距177。，立刻就有PE和產(chǎn)線的同事反問：兩個極耳點焊距離公差加一起都177。，再加上插片尺寸差異及不同設(shè)備卷尺寬度差異，那極耳中心距177。？換句話說，前工序公差的設(shè)計必須可以保證不影響后工序的制作。如果設(shè)計經(jīng)驗或過往批次已經(jīng)確定的告訴了我們設(shè)計不會是造成低容的原因，那么制程的造成的異常就很值得懷疑了。 正極或負極涂布偏輕可直接造成電芯低容。當正極涂布偏輕時，滿充電芯的界面不會有異常，此時需要通過文武在《思路》里面給出的烘烤測量正極片重量的方法來確定問題。負極作為鋰離子的接受體，其可提供的嵌鋰位置數(shù)量一定要大于正極提供的鋰源數(shù)量，否則多余的鋰就會在負極表面析出，從而形成薄薄的一層較均勻的析鋰。如前所述，由于負極極片重量不能直接取電芯拆出極片的烘烤重量，故一是可以另作實驗找到負極增重比例以通過電芯拆出負極片的烘烤重量推算涂布重量，二是可以對比低容與合格電芯或析鋰電芯與不析鋰電芯負極相對重量（滿不滿充無所謂，因為對比的是相對的重量），若是合格電芯負極相對重量都要偏重一些且同時低容電芯負極出現(xiàn)了薄薄一層負極析鋰的情況，那負極過量不足的可能性就很大了。另外，正極或者負極涂布陰陽面也會造成低容，而其中又以負極單面涂布偏輕為主，因為正極即使涂布重了，雖然克發(fā)揮會降低，但總的容量不會降低反而甚至可能升高。判斷陰陽面就很簡單了，一面界面OK一面析鋰基本可以斷定為陰陽面，如果負極工藝為錯位涂布的話，直接對比烘烤后單雙面相對重量比值、只要得出類似于A面比B面涂布輕了6%這樣的數(shù)據(jù)就基本可以斷定問題了，當然如果此次低容問題很嚴重，那進一步反推A/B面的實際面密度也是有必要的。（如果負極頭尾都是對齊涂布的，那文武暫時找不到好的稱量單面重量的方法，同時也希望有經(jīng)驗的朋友們賜教） 輥壓會破壞材料的結(jié)構(gòu)，進而影響容量的發(fā)揮。一個材料之所以會有諸如容量、電壓等的性能，其分子或原子結(jié)構(gòu)為根本原因。當正極輥壓密度超工藝值（原因可能為輥壓厚度低于工藝下限，但更可能的因素是涂布重了還繼續(xù)按原輥壓工藝輥壓）時，其電芯拆開后正極片會很亮。若正極壓實太大，卷繞后正極片易斷片也會造成低容。但由于正極壓死會造成極片一折就斷、正極輥壓本身就需要很大的壓力，所以遇到正極壓死的頻率較負極壓死會低很多。當負極壓死時，負極表面會形成一條條或者一塊塊的析鋰（與負極過量不足時幾乎覆蓋整個負極表面的薄薄一層的析鋰差異較大），同時電芯的保液量會明顯降低。當壓實進一步增加時，析鋰的塊狀區(qū)域增加的同時、析鋰的量（析鋰顏色偏白的程度）也會增加，電芯表面白金兩種顏色分明且很干涸，看起來甚至讓人作嘔。 水含量超標也會造成低容。當電芯注液前水極片水含量超標、注液手套箱露點不合格、電解液水含量超標、除氣二封引入水分時，電芯都有可能低容。電芯化成時需要痕量的水分，但是當水分超過一定值時（注液前極片水含量大于250ppm，僅供參考），多余的水分會破壞SEI膜并消耗電解液中的鋰鹽，從而降低電芯容量。水含量超標的電芯滿充負極程一小塊一小塊的黑褐色。 分析低容時，若已經(jīng)是胸有成竹則大可隨便拆幾個外觀不良電芯就可以基本確認問題，若是低容造成了批量損失需要詳細報告、亦或低容原因是自己之前未曾見過的，則需要踏踏實實從收集制程數(shù)據(jù)、對比低容及合格電芯、改善方案提出等方面進行細致分析；特別是新確認一個自己未見過的低容情況前，一定要有重復嚴重實驗或最起碼要有制程異常數(shù)據(jù)收集作為所得結(jié)論的基礎(chǔ)。頭幾次對問題細致的分析，可以幫助我們養(yǎng)成分析問題的思路，之后再次遇到問題時，才會游刃有余。 涂布關(guān)鍵技術(shù)水系負極縮孔勻漿涂布段的大大小小的異常，也都基本看遍了；曾經(jīng)解決過棘手的團聚和莫名其妙的面密度一致性不良，自認為起碼是入了勻漿涂布的門，總想著看看外面的世界，增長更多的見識，沖動著跑了出來，才發(fā)現(xiàn)一切都是幻想。出來了才發(fā)現(xiàn)，原來的同事說的是那么正確，論技術(shù)、研發(fā)配置，比PBI好的也就是那幾個大廠了吧。一陳不變的工藝，一目了然的異常原因，總是被設(shè)備故障捆住手腳，體制之下，想向前邁一小步都那么艱難。那么，謹以此篇，來闡述鋰電行業(yè)大家最少接觸、最摸不著頭腦的涂布弊病——“白點”，輥壓后就是黑點，這也是我兩年多工作中接受的挑戰(zhàn)性最高的一項?，F(xiàn)象：在電池涂布中，常呈現(xiàn)為似氣泡狀白色點狀凹坑，或呈露箔狀；很多人喜歡將此判斷為氣泡，我想說，能夠被氣泡（轉(zhuǎn)移涂布）搞得無所適從也真是本事了。常規(guī)思路著手：第一眼看到濕料上的凹坑的時候，我就認定了，這就是縮孔，雖然實踐中沒遇到過，但是理論有積累；那么結(jié)合工藝配方，以及過去解決團聚的經(jīng)驗，問題必定出在VGCF上。不過，既然用了分散劑，卻還是這么差，確實讓人納悶。實驗方案：作為工藝，保持配方不變來改善漿料是基本原則，如下添加NMP類高沸點有機溶劑助水系漿料分散和改善涂布烘干效果，是比較常見的作法，其結(jié)果也驗證了其工藝的可行性；但是，領(lǐng)導不認可，無奈，幸好，咱們是不懼艱難，迎難而上，刻苦鉆研的有志好青年，查閱資料更是我的強項，so，很快就有了讓人興奮的線索。鋰電行業(yè)早年流傳的關(guān)于縮孔的就兩份，一份據(jù)傳是ATL的，題目為《關(guān)于極片涂布時的“氣泡”現(xiàn)象》不知真假，就是那篇用顯微鏡判斷了縮孔是一個坑的。強悍吧？應(yīng)該是ATL的吧另一篇《鋰離子電池負極極板花斑的刨析》，花斑是涂料中術(shù)語，與縮孔類似卻不相同，有人對凹坑處也作了分析，沒有異物。但是這兩份資料提供的信息都很有限，我滿腦子想的就是VGCF的團聚體作為低表面張力點，導致了縮孔的產(chǎn)生，但是實驗六，50%固含量2500mpa`s粘度，讓我無力：難道真是設(shè)備能力所限（線速度也就15m/min的樣子）?一個好習慣，幫我鎖定了目標：VGCF+水+PVP+CMC，這幾樣刮細度便看到了縮孔，那么問題就明了了。絕對就是VGCf的團聚造成的縮孔了？顯然問題沒那么簡單，從事漿料工藝的同仁基本都有一個習慣，水系漿料的粘度基本都控制在3000mpa`s之下，但是，在這里，為了減少縮孔，卻必須要提高粘度；是不是完全糊涂了？Fink和Jensen推導出，在一定條件下，縮孔由下式?jīng)Q定：Q（單位時間內(nèi)流量）=h(濕膜厚度)^2△γ（表面張力梯度）/2η（涂料粘度）好了，這個公式足以證明高粘度，低表面張力的NMP，發(fā)揮作用的原因了。但是，作為技術(shù)人員，要知道，粘度、表面張力梯度，這些都只是影響因素，而不是最根本的致病因子。根源究竟何在？？？在此期間，有幸發(fā)現(xiàn)一篇同仁的文章，很是激動，因為很少有人將涂料中縮孔的原理應(yīng)用到鋰電涂布中。附上鏈接：，所以感慨，作為電池工藝的我們，很多成熟的機理，都沒有學透，還不如人家做材料的。鑒于此，本人也曾嘗試聯(lián)系BTR咨詢其石墨表面張力數(shù)據(jù)，回復：不測這個。網(wǎng)上有傳，一般為45，想想也差不多，水是72的樣子，銅箔40，究竟怎么設(shè)計漿料才能使其烘干過程表面張力梯度理想呢？這個有點難。影響因素已經(jīng)基本確定了，一是粘度，二是烘干，三是表面張力，但是，最關(guān)鍵的，誰誘發(fā)了縮孔，依然沒有任何思路。如果真是VGCF，那就無力了，指望老板買設(shè)備？做夢去吧。NMP？循環(huán)1000周，等個一年半載吧。陷入停滯階段，又進入資料檢索的循環(huán)中～總算功夫不負有心人，上網(wǎng)搜索中，不經(jīng)意間發(fā)現(xiàn)一個概念——CMC，結(jié)合有了新發(fā)現(xiàn)，那就是膠粒?。?！不得不說，科學的力量真的是太強大了，用這個理論，就可以完美解釋實驗的高粘度低固含量效果更佳的結(jié)論了。立馬實驗，連續(xù)兩次小試，一單一雙，效果一致。由此，我更堅定了這個理論的可靠性，當然，畢竟是個人推理，至此，電池4C循環(huán)已經(jīng)跑了300圈，直流阻抗也如理論上的略?。坏?，將此應(yīng)用于生產(chǎn)，感覺我是看不到了，遂特此將此番經(jīng)歷和猜想陳述于此，論壇中有諸多研發(fā)工藝前輩，請不吝賜教，這個疑難，前后將近10余次小試，除了CMC的理論，我的能力已經(jīng)到極限了，離開鋰電，這也算是唯一的遺憾，不能見到它的量產(chǎn)效果。推斷：簡單闡述下我的猜想：羧甲基纖維素鈉、PVP都是表面活性劑，一端親水，一端疏水，當其濃度過高時，便形成膠束，親水基朝外（水溶劑漿料），疏水基團在內(nèi)，結(jié)合本漿料配方（VGCF，SuperP比例均較高，CMC %），VGCF SuperP本身疏水，那么和膠束內(nèi)更容易親和，結(jié)合在細度計上觀察到的CMC+水+VGCF+PVP就有縮孔的現(xiàn)象，減少了聚合物CMC、PVP的比例進行了實驗，設(shè)計原則：維持材料不變，減少CMC、PVP比例，本質(zhì)即降低膠體濃度。實驗第一次，3500mpa`s粘度，細度計上80um可見縮孔；涂布改善。實驗第二次，2500mpa`s粘度，細度65um，有縮孔；涂布效果一致。好了，如果是原有配比，2500的粘度，那涂布縮孔是沒法看的，所以，我基本上堅定了這個理論的正確可靠性、可應(yīng)用性，而且理論上對電池性能應(yīng)該是有好處的，在PBI有經(jīng)歷過，漿料粘度過高，直接降CMC比例的，當然，這里是走不動的。以上，可能真的只是個人臆想，懇請諸位高人指導，指正，以便小弟不留遺憾。另本人后來有測CMC不同濃度的電導率，以期測出其臨界濃度，尚無結(jié)論，望有心人指教；關(guān)于尤其石墨的表面張力等，本人依然知之甚少，期望能夠?qū)W到更多。謝謝諸位耐心看完，這篇其實沒啥技術(shù)，只是對于縮孔，鋰電很多朋友都沒有見過，希望這篇能夠給未來或正在為它煩惱的朋友提供一點思路。附上本人此期間查找的一些資料，雖然找的不容易，不過也沒啥好保留的了，找資料千萬別局限在自己的小圈子里，外面專業(yè)的更多的！思路表述條理不夠清晰，師傅若見此帖，望多多包涵。這兩年多，在PBI的一年收獲最多，挺感激你們的，PBI確實是個學習工作的好地方，尤其在鋰電這種浮躁、浮夸的氣氛中。新人朋友們，可別輕易離開那種自由開放學習鉆研敬業(yè)的企業(yè)，多看看書，多查查資料，少玩游戲。電解液缺失對電芯性能的影響 本文有些倉促，但是就這個主題而言，或許再等半年，文武也難有新的見解，所以就急著寫出來啦！文章屬于掃盲性質(zhì)，文武也是半盲，所以“高人”不要讀文章，也不要留言，謝謝！ “疾在腠理，湯熨之所及也；在肌膚，針石之所及也；在腸胃，火齊之所及也；在骨髓，司命之所屬，無奈何也?！边@是中學課本中，《扁鵲見蔡桓公》中的一段話；疾在腠理、在肌膚、在腸胃、在骨髓，形象的描述了疾病的四個程度。電解液缺失，就好比電芯得了病，得了病，就必然有重有輕。電解液缺失對電芯性能的影響，何為輕何為重？輕者如何重者如何？這就是本文主要討論的問題。另外，由于不同材料、不同工藝所對應(yīng)的吸液量是不同的，所以本文僅是以電解液注液量的“略少、少、嚴重少”這三個定性的詞語來形容電解液的缺失程度；定量來說的話，由于種種原因，文武目前還沒有這個能力?！奥陨佟睍r的情況 其實即使是略少，電芯也已經(jīng)是不良品了。