【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(yán)謹(jǐn)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(yán)于實(shí)際制程能力。公差嚴(yán)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(bào)廢而后提高制程能力、要么擴(kuò)大公差范圍并對(duì)不符合公差的產(chǎn)品進(jìn)行評(píng)估和放行。制程過程的波動(dòng)一定是越小越好，工藝中的公差需要與制程波動(dòng)相符，而后再以公差作為設(shè)計(jì)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(huì)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(cè)量手法有明顯變更或不同工序測(cè)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(yàn)卻給為177。從感性上來講，由于測(cè)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(shí)，如果你的工序特別多，如果期間要對(duì)同一參數(shù)進(jìn)行多次測(cè)量，難道每個(gè)工序每次測(cè)量都要增加一次公差范圍不成？故文武認(rèn)為，只要測(cè)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(gè)例子，設(shè)計(jì)出藍(lán)牙電芯后卷尺寬度也要同時(shí)給出且新卷尺要拿給機(jī)加工中心加工，如果機(jī)加工中心圖紙的卷尺寬度公差為177。（線割的精度實(shí)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(dāng)然若量產(chǎn)時(shí)發(fā)現(xiàn)卷尺寬度需要更改，那是另外一碼事，此時(shí)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(dāng)然，當(dāng)兩次測(cè)試手段差異很大時(shí)，后工序給出的公差可以大于前工序；例如涂布時(shí)面密度要求沖孔重量波動(dòng)177。2%，那后面稱量極片重量時(shí)給出的極片重量范圍應(yīng)該要大于沖孔的波動(dòng)值，一是不同的測(cè)量方法一定會(huì)有一些差異，二是極片在輥壓分條后，重量會(huì)有一些特定趨勢(shì)的、不容易給出解釋的變化。 公差的疊加問題相對(duì)較為復(fù)雜。很多時(shí)候，一個(gè)輸出同時(shí)由多個(gè)輸入決定，此時(shí)輸出的波動(dòng)范圍與每個(gè)輸入的波動(dòng)息息相關(guān)。但莫要輕易地認(rèn)為輸出的波動(dòng)等于各個(gè)輸入波動(dòng)的線性疊加，第一，若輸出公差簡單給成各個(gè)輸入公差之和時(shí)，則輸出公差會(huì)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(gè)輸入同時(shí)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(duì)CPP外露有直接影響的因素包括：極耳點(diǎn)焊時(shí)CPP與極片距離、卷繞時(shí)插片位置、入盒后卷芯相對(duì)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(gè)都有至少177。，加在一起，其和必然大于CPP外露所允許的波動(dòng)程度。此時(shí)，工藝中需要保證的是當(dāng)所有輸入走中線時(shí)、作為輸出的CPP外露尺寸經(jīng)過理論計(jì)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(gè)輸入公差之和，則需要用概率來解釋：當(dāng)遇到CPP點(diǎn)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(huì)造成CPP外露減少的現(xiàn)象同時(shí)發(fā)生時(shí)，概率到底有多少？即便是六西格瑪設(shè)計(jì)中，也不需保證設(shè)計(jì)100%合格（因?yàn)檫@是不可能的），最終只需達(dá)到6σ水平即可。但同時(shí)也要注意，雖然輸出因子的公差無必要大于等于各個(gè)輸入因子的公差和，但是也絕對(duì)不能比輸入因子的任何一個(gè)小。例如文武之前出工藝時(shí)，曾要求正負(fù)極耳點(diǎn)焊距極片頭部距離皆為177。、同時(shí)極耳中心距177。，立刻就有PE和產(chǎn)線的同事反問：兩個(gè)極耳點(diǎn)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(jì)必須可以保證不影響后工序的制作。如果設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)或過往批次已經(jīng)確定的告訴了我們?cè)O(shè)計(jì)不會(huì)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(fù)極涂布偏輕可直接造成電芯低容。當(dāng)正極涂布偏輕時(shí)，滿充電芯的界面不會(huì)有異常，此時(shí)需要通過文武在《思路》里面給出的烘烤測(cè)量正極片重量的方法來確定問題。負(fù)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(huì)在負(fù)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(fù)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(shí)驗(yàn)找到負(fù)極增重比例以通過電芯拆出負(fù)極片的烘烤重量推算涂布重量，二是可以對(duì)比低容與合格電芯或析鋰電芯與不析鋰電芯負(fù)極相對(duì)重量（滿不滿充無所謂，因?yàn)閷?duì)比的是相對(duì)的重量），若是合格電芯負(fù)極相對(duì)重量都要偏重一些且同時(shí)低容電芯負(fù)極出現(xiàn)了薄薄一層負(fù)極析鋰的情況，那負(fù)極過量不足的可能性就很大了。另外，正極或者負(fù)極涂布陰陽面也會(huì)造成低容，而其中又以負(fù)極單面涂布偏輕為主，因?yàn)檎龢O即使涂布重了，雖然克發(fā)揮會(huì)降低，但總的容量不會(huì)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(fù)極工藝為錯(cuò)位涂布的話，直接對(duì)比烘烤后單雙面相對(duì)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(dāng)然如果此次低容問題很嚴(yán)重，那進(jìn)一步反推A/B面的實(shí)際面密度也是有必要的。（如果負(fù)極頭尾都是對(duì)齊涂布的，那文武暫時(shí)找不到好的稱量單面重量的方法，同時(shí)也希望有經(jīng)驗(yàn)的朋友們賜教） 輥壓會(huì)破壞材料的結(jié)構(gòu)，進(jìn)而影響容量的發(fā)揮。一個(gè)材料之所以會(huì)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(dāng)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(shí)，其電芯拆開后正極片會(huì)很亮。若正極壓實(shí)太大，卷繞后正極片易斷片也會(huì)造成低容。但由于正極壓死會(huì)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(fù)極壓死會(huì)低很多。當(dāng)負(fù)極壓死時(shí)，負(fù)極表面會(huì)形成一條條或者一塊塊的析鋰（與負(fù)極過量不足時(shí)幾乎覆蓋整個(gè)負(fù)極表面的薄薄一層的析鋰差異較大），同時(shí)電芯的保液量會(huì)明顯降低。當(dāng)壓實(shí)進(jìn)一步增加時(shí)，析鋰的塊狀區(qū)域增加的同時(shí)、析鋰的量（析鋰顏色偏白的程度）也會(huì)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(biāo)也會(huì)造成低容。當(dāng)電芯注液前水極片水含量超標(biāo)、注液手套箱露點(diǎn)不合格、電解液水含量超標(biāo)、除氣二封引入水分時(shí)，電芯都有可能低容。電芯化成時(shí)需要痕量的水分，但是當(dāng)水分超過一定值時(shí)（注液前極片水含量大于250ppm，僅供參考），多余的水分會(huì)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(biāo)的電芯滿充負(fù)極程一小塊一小塊的黑褐色。 分析低容時(shí)，若已經(jīng)是胸有成竹則大可隨便拆幾個(gè)外觀不良電芯就可以基本確認(rèn)問題，若是低容造成了批量損失需要詳細(xì)報(bào)告、亦或低容原因是自己之前未曾見過的，則需要踏踏實(shí)實(shí)從收集制程數(shù)據(jù)、對(duì)比低容及合格電芯、改善方案提出等方面進(jìn)行細(xì)致分析；特別是新確認(rèn)一個(gè)自己未見過的低容情況前，一定要有重復(fù)嚴(yán)重實(shí)驗(yàn)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(duì)問題細(xì)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(shí)，才會(huì)游刃有余。 涂布關(guān)鍵技術(shù)水系負(fù)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(tuán)聚和莫名其妙的面密度一致性不良，自認(rèn)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(shí)，沖動(dòng)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(gè)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(jǐn)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(diǎn)”，輥壓后就是黑點(diǎn)，這也是我兩年多工作中接受的挑戰(zhàn)性最高的一項(xiàng)?，F(xiàn)象：在電池涂布中，常呈現(xiàn)為似氣泡狀白色點(diǎn)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(shí)候，我就認(rèn)定了，這就是縮孔，雖然實(shí)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(tuán)聚的經(jīng)驗(yàn)，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(shí)讓人納悶。實(shí)驗(yàn)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(diǎn)有機(jī)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(yàn)證了其工藝的可行性；但是，領(lǐng)導(dǎo)不認(rèn)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(qiáng)項(xiàng)，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(shí)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(gè)坑的。強(qiáng)悍吧？應(yīng)該是ATL的吧另一篇《鋰離子電池負(fù)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(duì)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(tuán)聚體作為低表面張力點(diǎn)，導(dǎo)致了縮孔的產(chǎn)生，但是實(shí)驗(yàn)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(gè)好習(xí)慣，幫我鎖定了目標(biāo)：VGCF+水+PVP+CMC，這幾樣刮細(xì)度便看到了縮孔，那么問題就明了了。絕對(duì)就是VGCf的團(tuán)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(gè)習(xí)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(dǎo)出，在一定條件下，縮孔由下式?jīng)Q定：Q（單位時(shí)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(gè)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(dòng)，因?yàn)楹苌儆腥藢⑼苛现锌s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(jī)理，都沒有學(xué)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(fù)：不測(cè)這個(gè)。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(jì)漿料才能使其烘干過程表面張力梯度理想呢？這個(gè)有點(diǎn)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(mèng)去吧。NMP？循環(huán)1000周，等個(gè)一年半載吧。陷入停滯階段，又進(jìn)入資料檢索的循環(huán)中～總算功夫不負(fù)有心人，上網(wǎng)搜索中，不經(jīng)意間發(fā)現(xiàn)一個(gè)概念——CMC，結(jié)合有了新發(fā)現(xiàn)，那就是膠粒?。?！不得不說，科學(xué)的力量真的是太強(qiáng)大了，用這個(gè)理論，就可以完美解釋實(shí)驗(yàn)的高粘度低固含量效果更佳的結(jié)論了。立馬實(shí)驗(yàn)，連續(xù)兩次小試，一單一雙，效果一致。由此，我更堅(jiān)定了這個(gè)理論的可靠性，當(dāng)然，畢竟是個(gè)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??；但是，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(qǐng)不吝賜教，這個(gè)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(dāng)其濃度過高時(shí)，便形成膠束，親水基朝外（水溶劑漿料），疏水基團(tuán)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(xì)度計(jì)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(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)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(shí)驗(yàn)第一次，3500mpa`s粘度，細(xì)度計(jì)上80um可見縮孔；涂布改善。實(shí)驗(yàn)第二次，2500mpa`s粘度，細(xì)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(jiān)定了這個(gè)理論的正確可靠性、可應(yīng)用性，而且理論上對(duì)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(dāng)然，這里是走不動(dòng)的。以上，可能真的只是個(gè)人臆想，懇請(qǐng)諸位高人指導(dǎo)，指正，以便小弟不留遺憾。另本人后來有測(cè)CMC不同濃度的電導(dǎo)率，以期測(cè)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(shí)沒啥技術(shù)，只是對(duì)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(diǎn)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(shí)是個(gè)學(xué)習(xí)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(xué)習(xí)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(duì)電芯性能的影響 本文有些倉促，但是就這個(gè)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(xué)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(gè)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(duì)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(duì)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(yán)重少”這三個(gè)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(gè)能力?！奥陨佟睍r(shí)的情況 其實(shí)即使是略少，電芯也已經(jīng)是不良品了。