众所周知，电池在完成装配封口前最怕金属粉尘、杂质、水分和毛刺。极片毛刺会引起的内部短路，因此涉及到锂电池的安全问题，是锂电池制造过程中非常关键的管控项目。毛刺的控制也一直是业内人士关注的焦点。

       在此，由多次带领相关企业通过CTIA IEEE1725认证的老师来谈谈极片的毛刺管理与控制。毛刺，特别是金属毛刺对锂电池的危害极大，尺寸较大的金属毛刺在卷绕时会直接刺穿隔膜，导致正负极之间短路，造成电池发热及爆炸而危害使用者的人身安全。而极片分切工艺是锂离子电池制造工艺中毛刺产生的主要过程。早期的一些企业因为资源的限制和对标准的认知缺乏，有采取有手感的、有些是用带刻度的小放大镜筒去观看测量的。其实这些毛刺的检测方法都不太科学。测量毛刺都是微米级的，需要专门的测量仪器如高倍电子显微镜、影像测试仪等方可有效测量。另外，毛刺的定义、标准及测量方法也至关重要。

       按照IEEE1725标准的规定，毛刺及其高度定义如下图1所示。其中“B”代表毛刺，“”代表毛刺高度。通过示意图得知，毛刺的定义则是以箔材（即无涂层的区域）为基准线，从箔材向上或向下延伸至极片外的方向的金属凸起；或者是有涂层的区域，从涂层向上或向下延伸至极片外的方向的金属凸起；测试毛刺尺寸则是测量毛刺垂直方向的高度。有些公司要求极片水平方向和厚度方向的毛刺，测试前建议用毛刷或碎布轻轻擦拭极片边缘的浮粉。毛刺在显微镜或影像仪下是呈现光亮的凸起。 

       有些公司要求极片水平方向和厚度方向的毛刺，测试前建议用毛刷或碎布轻轻擦拭极片边缘的浮粉。毛刺在显微镜或影像仪下是呈现光亮的凸起。如图2，分切后显微镜下观察正极片（注：有涂层；水平方向）样本，没有发现有毛刺；图3则是分切后显微镜下观察极片有毛刺异常（36.79um）的样本（注：有涂层；厚度方向）；图4是分切后显微镜下观察正常负极片空箔位（注：无涂层；水平方向）样本，没有发现有毛刺；图5是分切后显微镜下观察正极片空箔位包覆胶带的（注：无涂层；水平方向）样板，没有发现有毛刺。（注：其中图4和图5为卷绕极片分切样本）

                                                  图1

                                                      图2

图3

图4

图5

        IEEE1725标准条款对“5.3.6 毛刺控制”要求的原文参见图6。

                                                   图6

        IEEE1725标准条款对“5.3.6 毛刺控制”要求的原文（图6）中文翻译如下，供大家参考。

5.3.6毛刺控制  

       生产商必须具有生产控制或设计预防措施防止由电极毛刺引起的内部短路的方法。设计预防可以包含在未涂布的金属箔上应用绝缘胶带或绝缘涂层，或是有文件化的工程分析（如FMEA）说明偶尔高度超过隔离层厚度公差下限50%的毛刺高度不会引起内部短路。如果没有合适的设计预防措施（比如贴绝缘胶带，涂布或FMEA），则要至少进行每轮班一次或每批次一次的在每个切断处的观测来判断毛刺高度是否低于隔膜厚度公差的下限的50%。万一毛刺高度高于或等于隔膜厚度公差的下限的50%，则必须要有文件化的工程分析报告（如FMEA）证明高度超过了隔膜厚度公差的下限的毛刺不会引起内部短路。考虑角度可以包括但不限于涂层厚度，隔膜厚度，有涂层极片的区域与无涂层极片区域、绝缘体、以及极片包覆等。

       无论3C数码类电池、还是动力类电池及储能类电池基本上都认同上述的毛刺的标准的规定，即毛刺高度低于隔膜厚度公差的下限的50%。从上面标准要求可以看出：1）生产控制，确保了毛刺高度不会超过隔膜厚度公差下限的50%；也可以是2）设计预防，文件化的工程分析（如FMEA）显示毛刺高度即使超过要求也不会引起内部短路。因此，在大客户认证是除了确认以上合规要求外，还会追查毛刺的来源，会明确切刀的管理要求（如切刀的材质、切刀的寿命及维护要求等）。

       品质控制的目的不是事后检验，而是重在源头控制及事先预防。我们需要搞清毛刺的成因才能采取相关措施去预防并降低极片分切过程中的品质风险。毛刺的形成主要与模具间隙大小、切刀材质及使用寿命、模具结构及加工精度等有关。因此与之对应的毛刺预防及改善措施可以从以下几方面着手：1、优化现有模具结构；2、改善模具和刀具材料，加强对刀具的寿命管理（如一些大客户明确要求切刀材质为进口钨钢）；3、提高模具制造和装配精度；4、优化改进极片涂布及贴胶工艺。