鋰電漿料需要具有較好的穩(wěn)定性，這是電池生產(chǎn)過(guò)程中保證電池一致性的一個(gè)重要指標(biāo)。隨著合漿結(jié)束，攪拌停止，漿料會(huì)出現(xiàn)沉降、絮凝聚并等現(xiàn)象，產(chǎn)生大顆粒，這會(huì)對(duì)后續(xù)的涂布等工序造成較大的影響。因而檢測(cè)和控制好漿料的穩(wěn)定性十分重要。 對(duì)于合漿工序而言，合漿的攪拌工藝、粘結(jié)劑、固含量和漿料粘度對(duì)漿料的穩(wěn)定性有重大的意義。本文主要針對(duì)負(fù)極漿料進(jìn)行研究，通過(guò)優(yōu)化攪拌工藝、穩(wěn)定劑、固含量和漿料粘度，從而提高漿料的穩(wěn)定性。 分散過(guò)程，主要有三個(gè)階段，分別為潤(rùn)濕階段、粒子集群的破裂階段和穩(wěn)定化階段，其中潤(rùn)濕階段主要由分子之間作用力和分子間的表面張力決定，粒子集群的破裂階段主要由攪拌方式?jīng)Q定，穩(wěn)定化階段主要由具有穩(wěn)定作用的CMC決定。機(jī)械推力、粒子間的碰撞和剪切力決定粒子集群的破裂程度，攪拌方式?jīng)Q定了粒子集群破裂程度，只有充分有效的剪切力才能獲得較高程度的粒子集群破裂，而釆用高粘度攪拌工藝就可以使分散體介質(zhì)中的在較高的黏度攪拌，從而獲得高剪切力。 圖1 漿料穩(wěn)定性比較 圖2 涂布后SEM對(duì)比 固含量和漿料粘度是合漿過(guò)程中的一個(gè)重要指標(biāo)，對(duì)后段涂布工序有較大影響。同種工藝與配方，漿料固含量越高，粘度越大，反之亦然。 影響漿料粘度的因素:攪拌漿料的轉(zhuǎn)速、時(shí)間控制、配料順序、環(huán)境溫濕度等。正極漿料在暴露在空氣中易吸收空氣中的水分，粘結(jié)劑出現(xiàn)凝聚，使得漿料粘度有所增大，另外，顆粒沉降及團(tuán)聚也可能使粘度增加。 粘度不同對(duì)電極的影響主要是面密度的均一性。在一致性極差的情況下,在充電過(guò)程中負(fù)極會(huì)局部析鋰，循環(huán)越來(lái)越差。 漿料粘度本身不會(huì)影響電芯的性能，但對(duì)漿料穩(wěn)定性有較大影響，且粘度會(huì)導(dǎo)致涂布種種問(wèn)題，漿料粘度的調(diào)整，是需要根據(jù)材料的性能特性及涂布機(jī)的性能來(lái)設(shè)定調(diào)整。 圖3 不同粘度下漿料穩(wěn)定性的對(duì)比 圖3比較了負(fù)極配方所制得的幾種不同粘度下漿料的穩(wěn)定性，經(jīng)比較從圖3可見(jiàn)，對(duì)于配方所制得的幾種漿料，隨著粘度的增加，漿料穩(wěn)定性隨之增加，即在一定的粘度范圍內(nèi)，固含量越大，漿料穩(wěn)定性越好，但漿料粘度過(guò)大，在后續(xù)涂布時(shí)容易產(chǎn)生劃痕，一方面造成極片外觀較差，另一方面在充電過(guò)程中易造成負(fù)極析鋰，所以選擇漿料粘度在4000mPa-s左右，固含量為46%左右，比較合適。 作為負(fù)極配方中重要組成成分，CMC是一種重要的纖維素醚，是天然纖維經(jīng)過(guò)化學(xué)改性后所獲得的一種水溶性好的聚陰離子纖維素化合物，在漿料中起著穩(wěn)定劑、增稠劑、分散劑和粘結(jié)劑的作用。衡量CMC的主要指標(biāo)是取代度和純度。取代度是影響CMC水溶性的主要因素，而水溶性對(duì)粘度的影響也很大。結(jié)合表1和圖4比較三種CMC性質(zhì)可以得知，DS不同，則CMC的性質(zhì)也不同；取代度越大，溶解性就越強(qiáng)，粘度也隨之增強(qiáng)，比較由三種CMC所制備的漿料穩(wěn)定性可知，DS值越大，漿料TSJ指數(shù)越小，即漿料穩(wěn)定性越好。
對(duì)于合漿工序，攪拌方式?jīng)Q定了粒子集群破裂程度，充分有效的剪切力可以獲得較高程度的粒子集群破裂程度，提高漿料的穩(wěn)定性;同種漿料，固含量與粘度成反比，在一定范圍內(nèi)，粘度越高，漿料穩(wěn)定性越高;取代度越大，CMC溶解性就越強(qiáng)，所合漿料的穩(wěn)定性越好。 查看本文相關(guān)文章： |
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