电池极片辊压过程可以提高电极能量密度和改善电子传导率，并直接决定多孔电极的最终微观/介观结构。而且，电极孔隙率（ε）和电化学性能之间到底有什么样的相互关系呢？
本人准备根据经验和文献资料，在假期整理电池极片辊压工艺，预计将陆续发布10多篇文章。这是第一篇：辊压工艺（1）：NMC111正极极片的辊压工艺研究
结论：
本文系统研究了辊压条件（施加的压力和辊压温度）对NMC111电极最终孔隙率（ε）的影响，其中包含四种电极，它们的活性材料/碳添加剂/粘结剂的组成，以及制浆过程中溶剂用量不同。电极的辊压加工性能主要通过辊压工艺模型的参数压实阻抗γ和最小的孔隙率εmin，电极的机械性能（硬度和弹性变形性），孔径分布，电极涂层的微观结构，以及倍率等电化学性能进行表征。结果表明，非活性炭黑（CB）/ PVdF相的分布和组成，以及电极介观结构是辊压工艺的关键。具有高CB / PVdF含量并在浆料中使用较多溶剂制备的电极可确保良好的电子导电性，有利于形在NMC颗粒周围成薄膜包覆状CB /粘合剂相。而较低的NMC含量或较高的固含量容易形成团聚状CB /粘合剂相。
辊压是电池制造工艺过程的关键点，工艺性能取决于先前制造步骤（制浆、涂布、干燥）输出的电极特性，其进一步影响后续步骤以及电池单体的最终电化学性能。辊压过程涉及不可逆的机械变形，该变形会压实颗粒涂层，增加电子传导网络连通性，增强电极的机械稳定性，并提高电池的体积能和功率密度。孔隙率（ε）是该工艺关键控制参数，必须找到最佳的孔隙率，以最优化电化学性能。孔隙率通常由固有的电极特性（例如电极组成，电极材料之间的粘附性和厚度）和辊压条件（施加的负载压力，辊压温度，线速度等）。特别是对于正极而言尤其如此，因为常见的锂氧化活性材料（AM）的电子电导率低，对导电碳网络的介观结构非常敏感。
1、辊压实验过程实验使用的四种电极的特性参数列入表1，包括活性物质含量（NMC）、导电剂（CB）、粘结剂（PVdF）、浆料固含量（Solid content）、面密度（Mass loading）、辊压前的初始厚度（Initial thickness）和孔隙率（ε0）电极具有较高的活性物质AM含量，接近工业化参数。辊压电极的尺寸为10×20cm。辊压机（BPN250，People＆Technology，韩国）由直径为25 cm的两辊组成，通过辊间间隙控制施加到电极上的压力。此外，还可以控制辊速度和辊温度。在恒定的线速度（0.54m/min）下，施加不同的压力和不同的辊温度（60℃和75℃）下对电极进行压延。
表1 四种NMC正极极片的特性参数
孔隙率计算公式（1）：
其中，X和ρ分别是电极中三种组分NMC、炭黑（CB）、PVdF的的质量分数和密度， mel和Vel分别对应于电极的质量和体积。辊压后，从不同位置取样，圆盘样品直径为13 mm，测量样品质量和厚度，计算孔隙率，结果代表n = 10的平均值。
孔隙率表征使用压力为228 MPa的Hg压入式孔隙率计测量半径为0.0055-360μm的孔隙，可测量开放的孔隙率和孔隙半径分布。
辊压工艺模型适用于分析电极的可压缩性，孔隙率ε与辊压压力的关系为（2）：
