極片作為鋰離子電池的一個重要組成部分，極片批次穩定性及均勻度一方面影響電芯在充放電時脫嵌鋰的均勻性、界面膨脹厚度的均勻性，另一方面也會影響批量生產電芯的一致性。目前監控極片工序穩定性常用的兩種方法是：采用原位在線激光測厚或非原位高度規監控極片厚度的均勻性和采用極片沖片后稱重法計算壓實密度的均勻性，但這兩個參數無法準確代表極片的電性能，更無法與正負極來料、配方、孔隙率等參數相關聯，極片電阻作為極片的一個重要電學性能，它受極片厚度、極片配方、極片孔隙率等影響，因此不同批次的極片電阻差異可以全面表征極片的批次穩定性。選擇極片電阻法來評估極片批次穩定性有如下重要意義：

（1）快速評估工藝穩定性，提前識別不良；

（2）優化活性材料、極片配方、工藝參數；

（3）助力失效分析，快速定位失效關鍵點；

本文采用極片電阻測試方法評估不同批次的正負極極片電阻穩定性，通過制定合格批次的電阻規格范圍來監控攪拌、涂布、輥壓等工序的穩定性，加快生產和研發進度。

實驗設備與測試方法

1. 實驗設備：極片電阻儀，型號BER1300 (IEST元能科技)，電極直徑14mm，可施加5~60MPa壓強。設備如圖1(a)和1(b)所示：

圖1. (a)BER1300外觀圖；(b)BER1300結構圖

2. 測試方法：將待測極片樣品剪切成約5cm×10cm的長方形尺寸，放置于樣品臺上，在MRMS軟件上設置測試壓強、保壓時間等參數后，開始測試，軟件將自動讀取極片厚度、電阻、電阻率、電導率等數據。

數據分析

選取10個批次輥壓后的正負極極片進行極片電阻測試，結果如圖2(a)和2(b)。對比正極極片電阻數據，若之前通過大量測試制定出該樣品的電阻規格范圍為26~28mΩ，而本次10個批次的測試結果均在該區間范圍內，說明數據合格，可認為極片均勻度無異常，工藝控制較為穩定。對比負極極片電阻數據，若之前通過大量測試制定出該樣品的電阻規格范圍為2~4mΩ，而本次10個批次的測試結果有9個在合格區間范圍內，1個批次的結果大于4 mΩ，則可對異常的批次攔截，進一步結合SEM形貌分析、極片面密度等方法排查電阻偏大的原因，可能是由漿料攪拌不均勻、涂布不均勻、或者輥壓的輥間距平行度差等因素導致。

圖2. (a)10個批次的輥壓后正極極片電阻；

      (b)10個批次的輥壓后負極極片電阻   

總結

采用極片電阻測試方法可以監控不同批次的正負極極片電阻穩定性，另外還可以通過制定合格批次的電阻規格范圍來監控攪拌、涂布、輥壓等工序的穩定性，加快生產和研發進度。