一、引言

鋰電池在實際應用中仍然面臨著一些挑戰，其中隔膜打皺是一個較為常見的問題。隔膜打皺不僅會影響電池的性能和安全性，還可能導致電池短路、熱失控等嚴重后果。深入研究鋰電池隔膜打皺的原因，并采取有效的解決措施，對于提高鋰電池的質量和可靠性具有重要意義。

二、鋰電池隔膜打皺的原因

（一）極片材料不均勻

極片材料的不均勻性是導致隔膜打皺的一個重要原因。極片的厚度、密度、彈性等物理性能的差異會在卷繞過程中產生不均勻的應力分布，從而使隔膜出現皺褶。

（二）卷繞張力不適當

卷繞張力對極片的平整度有著至關重要的影響。張力過大可能導致極片過緊，產生裂紋；張力過小則可能使極片松動，出現皺褶。

（三）極片干燥不充分

極片在卷繞前需要進行充分的干燥處理，以去除內部殘留的水分。如果干燥不充分，水分可能在卷繞過程中導致隔膜打皺。

（四）卷繞速度不適當

卷繞速度決定了極片在卷繞過程中的受力情況。過快的卷繞速度可能導致極片受力不均，產生皺褶；過慢的卷繞速度則可能使極片在卷繞過程中產生過度的形變，也會導致皺褶的產生。

（五）極片邊緣處理不當

極片邊緣的毛刺、彎曲等情況可能在卷繞過程中產生應力集中，從而導致隔膜出現皺褶。

（六）隔膜與極片界面的微觀缺陷

電解液在隔膜內晶區和非晶區的微觀分布不均勻，會造成微觀尺度的應力積累或松弛，進而產生隔膜的宏觀褶皺。

（七）隔膜的內部結構

拉伸法制備的聚烯烴隔膜微觀結構上的差異可能是產生褶皺的主要原因。電解液在隔膜內晶區和非晶區的微觀分布不均勻，也會導致微觀尺度的應力積累或松弛，進而產生隔膜的宏觀褶皺

（八）電解液浸潤性不同

電解液對正負極片和隔膜的浸潤性不同，可能導致在充放電過程中隔膜出現褶皺。

（九）隔膜的厚度

增加隔膜厚度可以在一定程度上調控溶液流動徑跡上的褶皺數量，但很難徹底消除褶皺的產生。

（十）接觸角

電解液在隔膜表面的接觸角可能影響潤濕過程，進而影響隔膜的褶皺形成。

（十一）毛細作用

液滴沿隔膜厚度方向滲入隔膜內的微孔時，可能導致隔膜和極片之間的周期性貼合，從而產生褶皺。

（十二）隔膜與極片之間的貼合

隔膜和極片之間存在緊密貼合和非緊密貼合的交替過程，這可能與隔膜獨特的微孔結構有關。

三、鋰電池隔膜打皺的優化方案

（一）優化極片材料

選擇均勻性好的極片材料，控制極片的厚度、密度和彈性等物理性能，以減少卷繞過程中的應力分布不均勻。

（二）調整卷繞工藝

合理調整卷繞張力和卷繞速度，確保極片在卷繞過程中受力均勻，避免產生皺褶。

（三）充分干燥極片

在卷繞前對極片進行充分的干燥處理，去除內部殘留的水分，減少水分對隔膜打皺的影響。

（四）優化極片邊緣處理

對極片邊緣進行光滑處理，減少毛刺和彎曲等情況，降低應力集中的風險。

（五）改善隔膜與極片界面的微觀缺陷

通過優化電解液配方、改進隔膜制備工藝等方法，改善隔膜與極片界面的微觀缺陷，減少微觀尺度的應力積累或松弛。

（六）優化隔膜的內部結構

選擇微觀結構均勻的隔膜材料，或采用新型的隔膜制備工藝，減少隔膜內部的結構差異，降低褶皺產生的可能性。

（七）調整電解液浸潤性

通過優化電解液配方，提高電解液對正負極片和隔膜的浸潤性，減少在充放電過程中隔膜出現褶皺的風險。

（八）控制隔膜厚度

在滿足電池性能要求的前提下，適當控制隔膜的厚度，以減少溶液流動徑跡上的褶皺數量。

（九）優化接觸角

通過表面處理等方法，優化電解液在隔膜表面的接觸角，提高潤濕過程的均勻性，減少隔膜褶皺的形成。

（十）減少毛細作用

采用合適的隔膜材料和結構，減少液滴沿隔膜厚度方向滲入隔膜內微孔的可能性，降低毛細作用對隔膜褶皺的影響。

（十一）優化隔膜與極片之間的貼合

通過改進隔膜的微孔結構或采用特殊的貼合工藝，優化隔膜與極片之間的貼合過程，減少緊密貼合和非緊密貼合的交替，降低褶皺產生的風險。

四、結論

鋰電池隔膜打皺是一個復雜的問題，涉及到極片材料、卷繞工藝、隔膜特性等多個方面。通過對這些因素的深入分析，可采取相應的解決策略，以有效地減少隔膜打皺的發生，提高鋰電池的性能和穩定性。