探秘锂离子电池---热压VS冷压

朋友们好啊，我是弹弓锂电掌门人弹弓，刚才有个朋友问我蛋老师你能教我一下冷压吗？

我说可以！我说"你们在实验室调死参数没用！"（拍桌）

发生甚么事了，我一看！

原来是我之前写的一篇文章

弹弓锂电，公众号弹弓锂电探秘锂离子电池---热压工序关键控制点

没有介绍冷压，那我们介绍一下热压与冷压的区别

一、热压与冷压工序原理深度解析

1.1 热压工艺的核心逻辑

热压工艺是锂离子电池生产中的关键环节，它通过高温（80 - 120℃）与压力（5 - 15MPa）协同作用，为电池性能的提升奠定基础。从微观层面来看，高温能够显著提高锂离子在电解质中的迁移速率，就像给锂离子注入了 “加速剂”，使其能够更快速地从正极迁移到负极，从而大幅提高电池的放电性能 。在某研究中，经过热压处理的电池，其放电容量在高倍率下相比未热压电池提升了 15%。

压力的施加则改善了电池内部各组件的接触性能和导电性能。它使得电池内部的电解质和电极之间的接触更加紧密，有效减小了电阻，进而提高了电池的充放电效率。在压力作用下，电极材料的结晶结构也得到优化，原本无序的排列变得更加规整，这有助于提高电池的能量密度和稳定性。研究数据表明，热压可使压实密度提升 8 - 12%，同时将极片反弹率降低至 2 - 3μm，这对于电池的整体性能提升具有重要意义。

在实际生产中，温度梯度的控制至关重要。若温度不均匀，可能会导致隔膜微孔闭合，这将极大地增加电池内阻，影响电池的充放电性能。为了确保热压效果的一致性，先进的热压设备通常配备高精度的温度控制系统，能够精确控制热压过程中的温度变化，保证电池质量的稳定性。

1.2 冷压工艺的力学奥秘

冷压工艺在常温环境下（≤23℃）施加机械压力（10 - 25MPa），以实现对电池极片的压实。它主要通过物理压缩的方式减少颗粒间隙，从而提高电极材料的致密度。当压力施加到极片上时，颗粒之间的距离被拉近，原本存在的空气间隙被有效填充，使得电极材料的孔隙率降低 15 - 20%，这有助于提高电池的能量密度。

与热压相比，冷压的反弹率相对较高（4 - 8μm），这是由于在常温下，材料的弹性回复现象更为明显。在冷压过程中，需要重点关注压辊线速度（10 - 15m/s）与压力均匀性。如果压辊线速度过快，可能会导致极片受力不均，影响压实效果；而压力不均匀则会使极片出现局部过压或欠压的情况，导致极片边缘出现波浪纹，严重影响电池的性能和一致性。

为了保证冷压质量，生产过程中通常会采用先进的压力传感器和自动化控制系统，实时监测和调整压辊的压力和速度，确保极片在冷压过程中能够均匀受力，从而提高电池的生产质量和稳定性。

二、电芯性能差异对比图谱2.1 结构参数对比

热压与冷压工艺对电芯结构参数的影响显著，这些差异直接关系到电芯的性能表现。热压电芯的厚度公差控制在 ±0.03mm，展现出极高的尺寸精度，这得益于热压过程中温度和压力的协同作用，使得电芯内部结构更加致密且均匀。其孔隙率在 28 - 32% 之间，这种适度的孔隙率为锂离子的传输提供了良好的通道，同时也保证了电极材料与电解液的充分接触。

冷压电芯的厚度公差为 ±0.05mm，相对热压略大，这是由于冷压在常温下进行，材料的弹性回复对厚度控制带来一定挑战。冷压电芯的孔隙率在 30 - 35%，较高的孔隙率有助于电解液的浸润，但也可能导致电极材料的比表面积相对较大，增加了副反应的发生概率。

以某 3C 电池为例，采用热压工艺后，在循环 500 次的测试中，容量保持率提升至 92%，而同等条件下冷压工艺的电芯容量保持率仅为 85%。这一案例充分展示了热压工艺在提升电芯循环稳定性方面的优势，其通过优化电芯结构，有效减少了循环过程中的容量衰减，为 3C 产品的长寿命使用提供了有力保障。

2.2 电化学性能差异

在锂离子电池的生产中，热压和冷压工艺对电芯的电化学性能有着不同程度的影响，具体如下表所示

指标

热压工艺

冷压工艺

初始内阻

低 15-20%

基准值

低温放电

高 8-12%

基准值

循环寿命

长 10-15%

基准值

热压工艺能够使电芯的初始内阻降低 15 - 20%。这是因为在热压过程中，高温和压力的共同作用使电极材料与集流体之间的接触更加紧密，电子传输路径更加顺畅，从而有效降低了内阻。较低的内阻意味着在充放电过程中，电池的能量损耗更小，能够提高电池的充放电效率，使电池能够更快地充电和放电，提升用户使用体验。

在低温环境下，热压工艺的电芯放电性能比冷压工艺高 8 - 12%。这是由于热压改善了锂离子在电极材料中的扩散动力学，即使在低温下，锂离子也能更顺利地在正负极之间迁移，保证了电池的放电能力。对于在寒冷地区使用的电子设备或电动汽车来说，这一优势尤为重要，能够确保设备在低温环境下依然保持良好的工作性能。

从循环寿命来看，热压工艺的电芯比冷压工艺长 10 - 15%。热压使电极材料的结构更加稳定，在多次充放电循环中，能够更好地抵抗结构变化和材料损耗，减少了活性物质的脱落和电极的变形，从而延长了电池的使用寿命，降低了更换电池的频率和成本。

结语冷压工艺作为电池制造的核心环节，其技术进步直接影响能量密度提升。通过工艺参数精细化控制与材料体系创新，可实现电池综合性能突破。建议关注设备智能化升级与工艺 - 材料协同优化方向，持续提升生产良率与产品竞争力。

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