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引 言

鋰離子電池，作為現代儲能的核心，直接決定了電動汽車與智能設備的性能表現。而電池的"心臟"——極片，其柔韌性更是關乎電池壽命與安全的核心指標。脆弱的極片會在充放電中開裂粉化，引發容量跳水甚至安全隱患。如何讓極片既強韌又靈活？本文將揭秘電池背后的技術密碼—極片柔韌性，并解讀元能科技的黑科技測試方案。

極片柔韌性：電池性能的隱形裁判

1：循環壽命的生死線

充放電過程中的應力變化：在電池的充放電過程中，電極材料會經歷反復的膨脹和收縮（例如，鋰離子嵌入和脫嵌時，正極材料如NCM、LFP等會發生體積變化）。如果極片柔韌性差，容易在反復應力下產生裂紋或斷裂（圖1），導致活性材料與集流體之間的接觸變差，增加內阻，最終縮短電池的循環壽命，嚴重的甚至會引發安全問題。

極片粉化問題：柔韌性差的極片在循環過程中更容易發生粉化，導致活性材料從集流體上脫落，進一步加速電池性能的衰減。

圖1. 循環后電池極片斷裂

2：生產工藝的試金石

分切和卷繞工藝：在電池制造過程中，極片需要經過分切、熱壓、卷繞或疊片等工藝。柔韌性差的極片在這些加工過程中容易產生毛刺、裂紋或斷裂，導致良品率下降，增加生產成本。

極片與隔膜的貼合：柔韌性好的極片能夠更好地與隔膜貼合，減少極片與隔膜之間的間隙，從而提高電池的能量密度和一致性。

3：性能表現的晴雨表

內阻和功率性能：柔韌性差的極片容易在循環過程中產生裂紋，導致活性材料與集流體之間的接觸電阻增加，進而增加電池的內阻，降低電池的功率性能。

能量密度：雖然提高面密度可以增加電池的能量密度，但如果極片的柔韌性不足，可能會導致極片在循環過程中失效，反而降低電池的實際可用能量密度。

4：設計矛盾的破局點

極片厚度設計：在高能量密度電池中，通常需要增加極片的面密度和厚度，但這會降低極片的柔韌性。因此，在設計時需要權衡能量密度和柔韌性，確保極片在滿足能量需求的同時具備足夠的機械強度。

材料選擇：柔韌性與極片中的粘結劑、導電劑和活性材料的比例密切相關。通過優化材料配比和選擇高性能粘結劑，可以在不犧牲能量密度的情況下提高極片的柔韌性。

5：應用場景的通行證

動力電池：電動汽車在實際使用中會面臨各種復雜路況，例如顛簸、震動等，這些都會對電池組造成機械沖擊并可能引發安全問題（圖2）。柔韌性好的極片能夠更好地吸收沖擊能量，減少極片損壞的風險，從而提升電池的安全性并延長電池壽命。

柔性電池：在可穿戴設備、柔性電子設備等新興領域，電池需要具備良好的柔韌性以適應設備的形變，這對極片的柔韌性提出了更高的要求。柔韌性差的電池，可能連手機折疊屏的彎都扛不住！

圖2. 電動汽車底盤磕碰后起火

柔韌性如何測試？

元能科技BEF1000極片柔韌性測試儀給出答案，該設備沿用極片應力-應變曲線的基本測試方法，即將極片特定角度彎曲后固定在測試裝置上，然后通過施加位移來使極片發生形變，測量極片在不同形變程度下的應力和應變（壓力-位移），評估極片柔韌性。如圖3B所示，優質極片（樣品B）曲線平滑如絲綢，劣質品（樣品A）則出現斷裂突變點，差異一目了然！

圖3. (A) 極片柔韌性設備示意圖 (B) 兩款樣品的柔韌性測試數據

總 結

極片柔韌性，是高性能電池不可妥協的底線。從材料配比到工藝優化，從實驗室測試到量產管控，每一步都需以柔韌為核心準則。元能科技的創新設備，正為行業提供一把"柔韌標尺"，助力打造更安全、更長壽命的下一代電池。