極片上的顆粒或微量金屬殘渣、隔膜上的微小缺陷、電芯在組裝過(guò)程中引入的粉塵等，都會(huì )造成電芯內部微短路。
金屬異物的危害
金屬異物在電池化成階段會(huì )先在正極氧化再到負極還原，當 負極處的金屬單質(zhì)累積到一定程度會(huì )形成枝晶，導致隔膜穿孔，造成電池內部短路，提高電池的自放電率，嚴重時(shí)甚至會(huì )電池起火、爆炸，影響電池的安全性能。
正極材料是鋰離子電池的關(guān)鍵材料之一，也是鋰離子電池中金屬異物的重要的引入源之一，正極材料的金屬異物含量直接影響下游鋰電池產(chǎn)品的安 全性，故而如何控制正極材料中的金屬異物含量是各大鋰離子電池正極材料廠(chǎng)商的重大難題，對金屬異物的管控水平已經(jīng)成為衡量鋰離子電池正極材料生產(chǎn)線(xiàn)的最核心指標之一。
生產(chǎn)線(xiàn)中金屬異物主要的來(lái)源
生產(chǎn)線(xiàn)中金屬異物的來(lái)源主要有以下兩個(gè)方面：一是設備和物料直接接觸引入（直接引入）；二是空氣中的金屬飛散物進(jìn)入材料中引入（間接引入）。下面詳細分析一下兩種引入方式的區別：正極材料生產(chǎn)線(xiàn)最主要的工序有：混合，焙燒以及粉碎，涉及到的設備主要有混合機，輥道窯以及粉碎機。一般而言，設備上有金屬部件直接與物料接觸的都有可能造成直接引入風(fēng)險，其中，和物料有連續 的相對運動(dòng)的部件產(chǎn)生磨損的可能性更大，為紅線(xiàn)區域，需要重點(diǎn)防護，和物料無(wú)連續的相對運動(dòng)的部件也需要采取必要的防護措施。間接引入的來(lái)源更加復雜，空氣中的飛散物有可能來(lái)自設備零部件磨損產(chǎn)生的碎屑，也有可能由外界環(huán)境引入，甚至有可能由人員引入，因此管控起 來(lái)就更加困難。
正極材料產(chǎn)線(xiàn)設計中對金屬異物的控制方法
直接接觸部分控制方法正極材料生產(chǎn)線(xiàn)設計中對金屬異物的防護有幾項通用的規則：生產(chǎn)線(xiàn)所有設備與物料直接接觸的部分必須要求為非金屬材質(zhì)或者在金屬基材表面進(jìn)行噴涂涂層進(jìn)行防護。
金屬基材一般要求為304不銹鋼，常用的噴涂材料有 PTFE，ECTFE，WC 等，也有直接貼陶瓷片或者做整體陶瓷防護的。
PTFE（聚四氟乙烯）涂層具有極低的摩擦系數、良好的耐磨性以及 極好的化學(xué)穩定性，幾乎任何強酸、強堿、強氧化劑 和溶劑在高溫下對它都不起作用，缺點(diǎn)是其機械強度不高。PTFE 的噴涂厚度 50 um 左右 （液體）。
ECTFE（乙烯三氟氯乙烯共聚物），ECTFE 涂層同樣具有優(yōu)異的表面光滑度和耐化學(xué)腐蝕性能，強度要優(yōu)于PTFE。其噴涂厚度可以從 0.2 mm ~ 1.5 mm 范 圍。
WC（碳化鎢）涂層是所有涂層中硬度最大，最耐磨的，WC 涂層厚度一般在 0.2 mm ~ 0.5 mm 之間， 缺點(diǎn)是摩擦系數高，成本較高。陶瓷防護現在也比較普遍，陶瓷同樣硬度高，耐磨性較好。缺點(diǎn)是加工難度大，成本高，陶瓷片厚度從 5 mm ~ 10 mm 不等。
一般而言，和物料有連續的相對運動(dòng)的部件采用 304 不銹鋼噴涂 WC 涂層或采用貼陶瓷片防護，和物料無(wú)連續的相對運動(dòng)的部件采用 304 不銹鋼噴涂PTFE或ECTFE材質(zhì)的比較常見(jiàn)。
非直接接觸部分控制方法
關(guān)于生產(chǎn)線(xiàn)設備不直接與物料接觸的部件，同樣分為兩類(lèi)，一類(lèi)為有相對運動(dòng)會(huì )摩擦產(chǎn)生金屬細 屑的部件，一類(lèi)為無(wú)相對運動(dòng)的部件。對于前者，一般采取物理隔離來(lái)避免摩擦產(chǎn)生的金屬細屑隨空氣飛散進(jìn)入物料里，比如輥道窯的傳動(dòng)機構；對于后者，進(jìn)行一般性涂覆或刷漆就可以，如設備架臺或外殼體等。
產(chǎn)線(xiàn)除磁設計
此外，在產(chǎn)線(xiàn)工藝設計的時(shí)候各道工序中都需要添加除磁操作，到最終成品前還需要將物料進(jìn)行合批過(guò)篩和除磁。過(guò)程除磁一般采用管道除鐵器，管道除鐵器分為抽屜式和旋轉式兩大類(lèi)，根據不同工 要求的除磁速度和除磁效果具體進(jìn)行選擇。成品除磁一般采用大型的電磁除鐵器，多層柵欄式磁芯來(lái)保證除磁效果。
正極材料生產(chǎn)線(xiàn)的環(huán)境管控方法
環(huán)境異物對于正極材料金屬異物的影響具有隨機性，一條設計好的正極材料產(chǎn)線(xiàn)其產(chǎn)品金屬異物含量應該維持在一個(gè)相對穩定的水平，如果產(chǎn)品金屬異物含量有大的波動(dòng)，那么大多數情況都是由于環(huán)境的變化造成的。可見(jiàn)環(huán)境管控異常重要，不容忽視。
為了防止外界環(huán)境中的異物進(jìn)入正極材料車(chē)間中，一般從以下幾個(gè)方面來(lái)進(jìn)行管控：（1）車(chē)間門(mén)窗密閉，安裝新風(fēng)系統，新風(fēng)經(jīng)過(guò)高效過(guò)濾器過(guò)濾后再進(jìn)入車(chē)間內，新風(fēng)量略大于排風(fēng)量，車(chē)間保持+3Pa~+5Pa 的微正壓；（2）車(chē)間大門(mén)采用雙層連鎖結構，內置風(fēng)淋室；（3）車(chē)間內采用專(zhuān)用的轉運工具或 車(chē)輛，外部轉運工具或車(chē)輛禁止進(jìn)入車(chē)間內；（4）外來(lái)人員進(jìn)出車(chē)間需更換服裝和鞋子，禁止攜帶手表、 鑰匙、硬幣等金屬物品進(jìn)入車(chē)間內；（5）車(chē)間內地面 采用永磁磁棒定期進(jìn)行除磁；（6）制定相應的規章制 度和點(diǎn)檢表，定期檢查新風(fēng)濾網(wǎng)更換情況；（7）在車(chē)間放置專(zhuān)用的器皿，定期監測環(huán)境中的飛散物水平， 如有異常及時(shí)進(jìn)行調查整改。
總而言之，管控金屬異物主要是從產(chǎn)線(xiàn)設計，設備選型以及環(huán)境管控和生產(chǎn)管理等幾個(gè)方面入手， 方法很多但最重要的一是在設計之初就要通盤(pán)考慮好每一道工序每一個(gè)環(huán)節可能的金屬異物引入源并加以規避，二是需要樹(shù)立起全體員工的質(zhì)量意識，讓員工意識到磁性異物的危害，這樣管理起來(lái)才能事半功倍。