2025年11_锂电池极片圆盘分切工艺基础.pdfVIP

为天地立心，为生民立命，为往圣继绝学，为万世开太平。——张载

锂电池极片圆盘分切工艺基础

极片制作是制造锂离子动力电池的基础工艺，对设备的精

度、智能化水平、生产性能的可靠性等规定非常高[1]。极

片分切机是按电池规格，对通过辊压的电池极片进行分条的

装备，重要技术规定是分条后的极片不能出现褶皱、脱粉，

规定分条尺寸精度高等，同时极片边沿的毛刺小，否则在毛

刺上会产生枝晶刺破隔阂，造成电池内部的短路[2]。圆盘

分切刀重要有上、下圆盘刀，装在分切机的刀轴上，运用滚

剪原理来分切厚度为0.01~0.1mm成卷的铝箔、铜箔、正负

极极片等。这里对锂电池极片圆盘分切工艺基础知识整顿，

分享并与大家共同窗习。

1、极片圆盘分切原理

参考金属板材圆盘分切过程，先介绍极片圆盘分切的基

本原理。如图1所示，这是一对普通圆盘切刀对板材进行分

切加工时的示意图。首先，当板材与上下刀片的AB点接触

时，板料就会受到上下刀面的压力而产生弹性变形，并且由

于力矩的存在，使板材产生弯曲，在间隙附近的材料内部产

生以剪应力为主的应力。随着刀刃点A、B旋转到C、D位置

时，内应力状态满足塑性条件时，产生塑性变形。随着剪切

作用过程的继续进行，板材受到的剪切力越来越大，进入到

英雄者，胸怀大志，腹有良策，有包藏宇宙之机，吞吐天地之志者也。——《三国演义》

剪切屈服状态，剪切变形区开始产生宏观的滑移变形，上下

圆刀剪切刃开始切入材料，这时刃口附件的材料产生塑性变

形(图1进料方向观察)，剪切塑性滑移形成，断面光亮。随

着刀盘的继续转动材料的塑性变形程度加剧，材料会出现加

工硬化，其应力状态也会发生变化，因此造成材料的内部出

现微观裂纹，随着变形的继续进行，这些微裂纹汇成主裂纹，

转变为裂纹扩展而分离，断面形成撕裂区。

图1圆盘分切加工过程示意图

与金属板材分切加工比较，锂电池极片圆盘剪的裁切方

式含有完全不同的特点：

（1）极片分切时，上下圆盘刀含有后角，类似与剪刀

刀刃，刃口宽度特别小。上下圆盘刀不存在水平间隙（图1

中所示参数c相称于负值），而是上下刀互相接触并存在侧

臣心一片磁针石，不指南方不肯休。——文天祥

向压力。

（2）板料分切时上下基本上都有橡胶托辊，平衡上下

刀在剪切时产生的剪力和剪切力矩，避免板料的大幅变形。

而极片分切没有上下托辊。

（3）极片涂层是由颗粒构成的复合材料，几乎没有塑

性变形能力，当上下圆盘刀产生的内应力不不大于涂层颗粒

之间的结合力，涂层产生裂缝并拓展分离。

2、极片分切质量影响因素

影响毛刺的大小、断面形貌特性及极片尺寸精度等质量

的因素有诸多，根据现有的理论，能够总结为：极片的物理

力学性能、极片厚度、上下成对刀具的侧向压力（图1中参

数c）、上下成对刀具的重叠量（图1中参数δ）、刃口磨

损状态、咬入角（图1中参数α）、圆盘刀精度等。

（1）材料物理力学性能的影响。普通说，材料的塑性

好，剪切时裂纹会出现得较迟，材料被剪切的深度较大，所

得断面光亮带所占的比例就大；而塑性差的材料，在同样的

参数条件下，则容易发生断裂，断面的撕裂带所占的比例就

会偏大，光亮带自然也较小。

（2）上下