鋰離子電池的電極剝離強(qiáng)度對(duì)性能有著顯著的影響，因此探究剝離強(qiáng)度的影響因素十分必要，本文主要討論涂布工藝及漿料的影響。
烘干過程中電極內(nèi)部結(jié)構(gòu)變化
烘干的初始階段，各成分在電極中均勻分布。在干燥過程中，由于溶劑蒸發(fā)，電極膜收縮，在氣液界面處存在溶度梯度，在固結(jié)顆粒層的表面形成彎月面。溶劑通過毛細(xì)管力在石墨顆粒間進(jìn)行向表面遷移，并且伴隨著顆粒層膨脹。SBR粘合劑和炭黑的顆粒尺寸至少比石墨小100倍，石墨顆粒間距足夠讓SBR及炭黑自由流動(dòng)，溶劑流動(dòng)會(huì)帶著聚合物及小顆粒一起遷移，使他們?cè)陔姌O的上層富集，當(dāng)溶劑完全蒸發(fā)后，電極膜收縮停止。
烘干過程主要分為以下三個(gè)階段：
（1）空氣-膜界面處溶劑含量不斷下降，直至達(dá)到臨界濃度。
（2）從這個(gè)臨界點(diǎn)開始，空氣-膜界面處溶劑濃度保持不變，
（3）當(dāng)溶劑進(jìn)一步蒸發(fā)時(shí)，空氣-膜界面處溶劑溶度開始下降，直到膜形成。
烘烤速率對(duì)剝離強(qiáng)度的影響
由烘干過程分析知，在極片烘干過程中，SBR粘結(jié)劑及炭黑隨著溶劑蒸發(fā)而向表面遷移，那么烘烤速率對(duì)電極內(nèi)部成分分布影響如何？
下圖為不同烘烤速率情況下，從集流體到氣液界面的粘結(jié)劑濃度分布情況，從圖可知，在低烘烤速率（LDR）的情況下，不同位置的粘結(jié)劑分布相對(duì)均勻，而在高烘烤速率（HDR）情況下，從集流體到氣液界面的粘結(jié)劑濃度不斷變大，在集流體與敷料區(qū)處粘結(jié)劑分布很少，這將直接導(dǎo)致剝離強(qiáng)度下降，此外電極阻抗也會(huì)相應(yīng)增大。
涂布工藝的改進(jìn)
在設(shè)計(jì)高能量密度電池時(shí)，電極厚度一般很大。根據(jù)烘烤過程的電極特性，Darjen Liu等人提出了一個(gè)新型的雙層涂布，分別設(shè)計(jì)兩種不同粘結(jié)劑含量的漿料，上涂層的粘接劑含量低于下涂層，通過增加下涂層的粘接劑含量來彌補(bǔ)粘接劑在干燥過程中向表面遷移帶來的影響。
下圖為不同涂布方案，其中80℃,150℃分別表示烘烤溫度，3.0wt%，3.5wt%，4.0wt%，4.5wt%，5.0wt%分別表示不同粘結(jié)劑含量的漿料涂層。
涂布面密度對(duì)剝離強(qiáng)度的影響
如果電極結(jié)構(gòu)內(nèi)顆粒的固定速度快于溶劑向電極表面的補(bǔ)償流動(dòng)速度，則粘合劑的遷移現(xiàn)象將大大減少，濕涂層中溶劑量越小，溫度越高，溶劑的蒸發(fā)速度越快。
低面密度電極，電極阻抗基本上不受溫度的影響，這主要是因?yàn)槿軇┛偭康筒⑶译姌O結(jié)構(gòu)固化快，粘結(jié)劑不會(huì)有明顯的遷移。
高面密度電極則表現(xiàn)完全不一樣的特性，恒速蒸發(fā)階段很長(zhǎng)，給粘結(jié)劑遷移提供了足夠的時(shí)間，隨著溫度升高，粘結(jié)劑和炭黑遷移現(xiàn)象加劇，導(dǎo)致剝離強(qiáng)度變差，并且電極阻抗也會(huì)增大。
在80℃下，不同面密度的剝離強(qiáng)度差別不大。
當(dāng)達(dá)到110℃時(shí)，遷移速度將會(huì)增大，面密度增大到5.4mg/cm2，那么干燥時(shí)間會(huì)增大，這會(huì)給粘結(jié)劑提供足夠的遷移時(shí)間，當(dāng)面密度進(jìn)一步增大到12mg/cm2時(shí)，剝離強(qiáng)度會(huì)降低52%。
當(dāng)溫度增大到130℃時(shí)，遷移現(xiàn)象會(huì)進(jìn)一步加劇，導(dǎo)致剝離強(qiáng)度變差。
漿料對(duì)剝離強(qiáng)度的影響
固含量降低將會(huì)導(dǎo)致剝離強(qiáng)度降低，這主要是因?yàn)楣毯拷档秃螅枰L(zhǎng)的時(shí)間或更高的溫度進(jìn)行烘干，這都將導(dǎo)致粘結(jié)劑的遷移現(xiàn)象加劇,導(dǎo)致剝離強(qiáng)度變差。粘結(jié)劑比例增大也可提高剝離強(qiáng)度。
