如何解決鋰電池極片黑斑異常？-蘇州青田新材料有限公司

一、黑斑現象特征

1.外觀表現

極片表面出現黑色或深灰色斑點，多見于涂布區邊緣或卷繞接口部位。

黑斑區域伴隨石墨層間剝離和活性物質膨脹，局部厚度增幅可達 85% 以上。

2.性能影響

電池容量衰減明顯，循環壽命下降 30% 以上。

黑斑區域易析鋰，存在熱失控風險，局部溫度可升至 80℃以上。

二、主要成因分析

1.材料缺陷

原材料雜質超標或導電劑團聚，導致局部導電網絡失效。

基材表面污染阻礙漿料浸潤，造成干燥過程中溶劑揮發異常。

2.工藝失控

涂布漿料分散不良，引入氣泡形成z孔缺陷；干燥溫度梯度突變導致表層結皮過快，內部溶劑滯留引發應力裂紋。

化成工序負壓控制不當，加速電解液分解產物沉積。

3.界面反應失效

電解液中 LiPF?分解產生的 HF 腐蝕石墨層，導致 SEI 膜局部破裂。

鋰鹽濃度不足或水分侵入，誘發副反應生成 LiF/Li?O 等高阻抗產物。

三、常用解決方案

1.工藝優化措施

采用閉環涂布控制系統，維持張力波動≤0.5%，匹配干燥溫度梯度。

優化化成負壓參數，通過測堵工裝模擬驗證工藝穩定性。

2.材料改性方案

提升粘結劑比例至 3-5%，抑制漿料沉降和顆粒團聚。

采用納米復合集流體，降低界面接觸電阻 30% 以上。

3.環境控制升級

車間濕度控制≤30%，銅箔經等離子清洗后潤濕角≤20°。

存儲前進行預鋰化處理，減少負極活性鋰損失。

四、檢測與驗證方法

1.微觀分析

采用 SEM/EDS 檢測黑斑區域成分。

XRD 分析石墨層間距。

2.工藝驗證工具

使用化成測堵工裝模擬電芯，采集壓力、溫度曲線匹配閾值條件。

通過高溫存儲測試驗證黑斑擴展速率，篩選異常電芯。

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