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剖析鋰離子電池漿料特性

鉅大LARGE  |  點擊量:1011次  |  2018年10月06日  

影響混合分散過程的主要參數有:

1、攪拌速度對分散速度的影響。一般說來攪拌速度越高,分散速度越快,但對材料自身結構和對設備的損傷就越大。

2、濃度對分散速度和粘結強度的影響。通常情況下漿料濃度越小,分散速度越快,但太稀將導致材料的浪費和漿料沉淀的加重。濃度越大,柔制強度越大,粘接強度越大;濃度越低,粘接強度越小。

3、真空度對分散速度的影響。高真空度有利于材料縫隙和表面的氣體排出,降低液體吸附難度;材料在完全失重或重力減小的情況下分散均勻的難度將大大降低。

4、溫度對分散速度的影響。適宜的溫度下,漿料流動性好、易分散。太熱漿料容易結皮,太冷漿料的流動性將大打折扣。

稀釋

加入溶劑將漿料調整為合適的濃度,便于涂布。

負極漿料(以石墨為例)的制備

負極漿料的制備大致與正極制漿的步驟相同。

(1)原料的物理性能

a.石墨:非極性物質,易被非極性物質污染,易在非極性物質中分散;不易吸水,也不易在水中分散。被污染的石墨,在水中分散后,容易重新團聚。一般粒徑D50為20μm左右。顆粒形狀多樣且多不規則,主要有球形、片狀、纖維狀等。

b.水性粘合劑(SBR):小分子線性鏈狀乳液,極易溶于水和極性溶劑。

c.防沉淀劑(CMC):高分子化合物,易溶于水和極性溶劑。

d.異丙醇:弱極性物質,加入后可減小粘合劑溶液的極性,提高石墨和粘合劑溶液的相容性;具有強烈的消泡作用;易催化粘合劑網狀交鏈,提高粘結強度。乙醇:弱極性物質,加入后可減小粘合劑溶液的極性,提高石墨和粘合劑溶液的相容性;具有強烈的消泡作用;易催化粘合劑線性交鏈,提高粘結強度。

e.去離子水(或蒸餾水):稀釋劑,酌量添加,改變漿料的流動性。

(2)原料的預處理

a.石墨:經過混合,使原料均勻化,提高一致性,然后在300~400℃常壓烘烤,除去表面油性物質,提高與水性粘合劑的相容能力,修圓石墨表面棱角(有些材料為保持表面特性,不允許烘烤,否則效能降低)。

b.水性粘合劑:適當稀釋,提高分散能力。

(3)摻和、浸濕和分散

a.石墨與粘合劑溶液極性不同,不易分散。

b.可先用醇水溶液將石墨初步潤濕,再與粘合劑溶液混合。

c.應適當降低攪拌濃度,提高分散性。

d.分散過程為減少極性物與非極性物距離,提高勢能或表面能,所以為吸熱反應,攪拌時總體溫度有所下降。如條件允許應該適當升高攪拌溫度,使吸熱變得容易,同時提高流動性,降低分散難度。

e.攪拌過程如加入真空脫氣過程,排除氣體,促進固-液吸附,效果更佳。

(4)稀釋

加入溶劑將漿料調整為合適的濃度,便于涂布。

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