图7 电极截面的孔隙率（A）和CBD的体积分数（B）分布，通过将电极划分为2μm高的切片来获得每个数据。（C）CBD的面积/周长比直方图（表示为累积百分比）。
φCBD给出电极细微结构的进一步信息。在恒定的固含量下，如孔隙率分布一样，比较96-2-2与95-2.5-2.5时，后者的CBD相沿电极厚度分布更均匀。同样，94-3-3-SC-69电极沿厚度方向分布不均匀：靠近电极表面的区域中CBD的含量较高，并且在靠近中间区域其体积分数降低到与集流体区域差不多。当恒定电极组分（94-3-3）时，固含量较低的电极具有更均匀的CBD分布。就CBD形态而言，图7C显示了CBD簇面积与其周长（对于电极横截面的所有簇）之间的比值的直方图（以累积百分比表示）。对于CBD相，较低的面积与周长比意味着成薄膜状形貌。相反，较高的比值意味着成团聚状。对于94-3-3-SC-69电极，CBD簇较小的面积周长比的比例较高。在这种情况下，AM颗粒被CBD相的更广泛包覆在表面。相反，94-3-3-SC-69电极的面积周长比的分布移到较高的值，表明CBD簇呈团块状。
CB / PVdF相的形态对电极的电化学性能有很大的影响。图8是在90MPa压力和60℃下压延的电极在各种倍率下的放电容量。在C / 10和C / 5时，比容量非常相似，因为在低倍率下，性能是由热力学因素（AM性质和质量）决定的。在将电流增加至1C时，比容量遵循以下顺序：94-3-3-SC-60> 95-2.5-2.5-SC-69–96-2-2-SC-69> 94-3-3-SC -69。94-3-3-SC-60的更好性能（即2C时）与更高数量的导电碳添加剂及其薄膜状形态有关，这确保了AM颗粒周围的良好碳胶相覆盖。而94-3-3-SC-69电极尽管具有相同的CB / PVdF量，但其形态无法均匀覆盖NMC颗粒，因此电化学性能较差。此外，如图7A所示，孔隙率沿电极厚度的不均匀分布也是导致其在高倍率下比容量较差的原因。
图8 压延电极（60°C，90 MPa）在C / 10，C / 5，C，2C并回到C / 10时的倍率性能。96-2-2-SC-69（黑色正方形）：ε= 0.26±0.01；95-2.5-2.5-SC-69（绿色圆圈）：ε= 0.253±0.006；94-3-3-SC-69（红色三角形）：ε= 0.229±0.003；94-3-3-SC-60（蓝色菱形）：ε= 0.263±0.007。
温度对压延过程的影响分析如图9A，B和C所示，不同的辊压温度（60和75°C）、不同的电极组成和固含量下分别展示ε，H和Wel/ Wpl。在所有情况下，提高辊温度均会降低ε。PVdF由于其热塑性而提高了其在高温下的可变形性。因此，通过提高温度，PVdF网络可以更容易变形，从而可以更好地压紧电极，从而在相同的压延压力下获得较低的ε。而且，对于低AM含量的电极，可实现的压实ε减小更为明显。这些电极在压延时其H值更高的电极（图9B）。
图9 压辊温度（黄色条：60°C，浅蓝色条：75°C）的平均孔隙率（A），硬度（B）和弹/塑性能量比（C）。（D）在C / 10，C / 5，C，2C并回到C / 10的压延电极（75°C，56 MPa）的倍率测试。96-2-2-SC-69（黑色正方形）：ε= 0.27±0.01；95-2.5-2.5-SC-69（绿色圆圈）：ε= 0.258±0.006；94-3-3-SC-69（红色三角形）：ε= 0.213±0.002；94-3-3-SC-60（蓝色菱形）：ε= 0.264±0.006。
WEL/ WPL值（图9C）对96-2-2-SC-69和94-3-3-SC-60电极减少，而对于95-2.5-2.5-SC-69和94-3-3-SC-69显示增加。PVdF作为热塑性聚合物，温度的升高将减少颗粒之间的摩擦，并以更紧凑的方式促进颗粒重排。因此，对于具有CB / PVdF膜状结构的电极（96-2-2-SC-69和94-3-3-SC-60），温度升高将有利于该相的致密化。相反，对于CB / PVdF具有团状分布（95-2.5-2.5-SC-69和94-3-3-SC-69）的电极，将使碳胶相更广泛的分布。电化学性能如图9D，其中94-3-3-SC-60在2C时的比容量下降约63％，而与60°C下压延电极的性能相比，95-2.5-2.5-SC-69和94-3-3-SC-69的比容量下降，1C下分别增加32％和43％。增加压延温度不会改变电极的固有特征，而是会在高C下影响电化学性能。
4、总结本文根据电极配方（例如AM和非活性相（CB和PVdF）之间的相对量以及溶剂的量）分析了基于NMC的阴极的辊压可加工性。通过最小的可获得的电极孔隙率，机械性能，孔径分布和电极介观结构，研究了它们对施加压力和辊压温度的影响。孔隙率最低的电极是高固含量，少AM含量的电极。原因是活性材料颗粒周围存在CB / PVdF聚合物相。当该相以团块状方式存在时，较低的孔隙率是有利的，因为较大的活性材料颗粒之间的空隙空间会更有效地被占据。
反之，当AM含量高或在浆液配制过程中用大量溶剂制备的电极时，CB / PVdF聚合物相会形成膜状结构，即使在压延后也能形成更高的孔隙率。就倍率而言，具有高CB / PVdF含量的薄膜状结构可达到更高的电化学性能。随着温度的升高，PVdF的热塑性有利于CB / PVdF相的流动。这些特征证明，最终的电极性能是不同制造步骤之间相互依赖性的函数。
参考文献：
B E N P A , B M C A , C M T , et al. Understanding the calendering processability of Li(Ni 0.33 Mn 0.33 Co 0.33 )O 2 -based cathodes[J]. Journal of Power Sources, 488. https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2020.229361
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