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真空脫泡機(jī)如何通過極片漿料脫泡，提升鋰電池循環(huán)壽命

發(fā)布日期：2025-07-05      點(diǎn)擊：16
在新能源汽車與儲(chǔ)能行業(yè)蓬勃發(fā)展的今天，鋰電池的性能與壽命成為市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的核心指標(biāo)。而在鋰電池的生產(chǎn)流程中，極片漿料的脫泡處理作為隱蔽卻至關(guān)重要的一環(huán)，直接影響著電池的循環(huán)穩(wěn)定性與使用壽命。其中，真空脫泡機(jī)憑借其高效的氣泡消除能力，成為鋰電池制造企業(yè)提升產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵設(shè)備。本文將深入剖析真空脫泡機(jī)如何通過改變極片漿料的微觀結(jié)構(gòu)，進(jìn)而影響鋰電池的循環(huán)壽命。
一、鋰電池極片漿料氣泡的 “致命威脅"
鋰電池極片漿料主要由活性物質(zhì)（如磷酸鐵鋰、三元材料）、導(dǎo)電劑（碳納米管、乙炔黑）、粘結(jié)劑（PVDF）和溶劑（NMP）混合而成。在攪拌、傳輸過程中，漿料不可避免地卷入空氣形成氣泡，這些氣泡看似微小，卻會(huì)在電池生產(chǎn)與使用中引發(fā)多重隱患：

  1. 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；

  1. 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；

  1. 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；

  1. 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。

二、真空脫泡機(jī)的工作原理：氣泡的 “克星"
真空脫泡機(jī)通過物理降壓與機(jī)械攪拌雙重機(jī)制，實(shí)現(xiàn)漿料中氣泡的高效去除：

  • 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(duì)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(duì)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。

三、真空脫泡機(jī)對(duì)鋰電池循環(huán)壽命的影響路徑

  1. 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%；

  1. 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(cè)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%；

  1. 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(cè)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%；

  1. 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%。