鋰離子動(dòng)力電池設(shè)計(jì)

1、鋰離子動(dòng)力電池設(shè)計(jì)介紹磷酸鐵鋰正極材料的優(yōu)點(diǎn)：1超長(zhǎng)壽命，長(zhǎng)壽命鉛酸電池的循環(huán)壽命在300次左右，最高達(dá)500次，而以磷酸鐵鋰為正極材料的動(dòng)力電池，循環(huán)壽命可達(dá)到2000次以上，標(biāo)準(zhǔn)充電使用，可達(dá)到2000次。同質(zhì)量的鉛酸電池最多也就11.5年時(shí)間，而磷酸鐵鋰電池在同樣條件下使用，將達(dá)到年。綜合考慮，性能價(jià)格比將為鉛酸電池的4倍以上。2使用安全，磷酸鐵鋰可完全解決鈷酸鋰和錳酸鋰的安全隱患問(wèn)題，鈷酸鋰和錳酸鋰在強(qiáng)烈的碰撞下會(huì)產(chǎn)生爆炸對(duì)消費(fèi)者的生命安全構(gòu)成威脅，而磷酸鐵鋰經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的安全測(cè)試即使在最惡劣的交通事故中也不會(huì)產(chǎn)生爆炸。3快速充放電?？纱箅娏?C快速充放電，在專用充電器下，1.5C充電40

2、分鐘內(nèi)即可使電池充滿，起動(dòng)電流可達(dá)2C。4耐高溫，磷酸鐵鋰電熱峰值可達(dá)350500而錳酸鋰和鈷酸鋰只能在200左右。5大容量，磷酸鐵鋰動(dòng)力電池的續(xù)行里程是同等質(zhì)量鉛酸電池的34倍，其優(yōu)點(diǎn)可使電動(dòng)自行車在重量上不超標(biāo)（40kg/ 輛）的前提下，充一次電可跑120公里左右，對(duì)于上班族，充一次電能夠使用一周左右的時(shí)間。而鉛酸電池配備的電動(dòng)自行車在整車重量不超標(biāo)的條件下，其電池容量最大為12Ah（鉛酸電池重量此時(shí)已達(dá)13公斤，而同容量的磷酸鐵鋰電池的重量只有5公斤），充一次電最多能夠行駛50km左右。6無(wú)記憶效應(yīng)。像鎳氫、鎳鎘電池存在記憶性，而磷酸鐵鋰電池?zé)o此現(xiàn)象，電池?zé)o論處于什么狀態(tài)，可隨充隨用，無(wú)

3、須先放完再充電。7體積小、重量輕。同等規(guī)格容量的磷酸鐵鋰電池的體積是鉛酸電池體積的2/3，重量是鉛酸電池的1/3。8綠色環(huán)保。絕對(duì)的綠色環(huán)保電池電動(dòng)自行車雖然為綠色環(huán)保型的交通工具，而其配備的鉛酸電池中卻存在著大量的鉛，在其廢棄后若處理不當(dāng)，仍將對(duì)環(huán)境造成二次污染，而磷酸鐵鋰材料無(wú)任何有毒有害物質(zhì)不會(huì)對(duì)環(huán)境構(gòu)成任何污染，被公認(rèn)為綠色環(huán)保電池，該電池?zé)o論在生產(chǎn)及使用中，均無(wú)污染。隨著中國(guó)加入WTO，中國(guó)電動(dòng)自行車的出口量將迅速增大，而現(xiàn)在進(jìn)入歐美的電動(dòng)自行車已要求配備無(wú)污染電池，配備鉛酸電池的電動(dòng)車很難出口, 無(wú)疑磷酸鐵鋰動(dòng)力電池將是最好的候補(bǔ)。中國(guó)目前在國(guó)內(nèi)生產(chǎn)（中試）磷酸鐵鋰的廠家多采用固相

4、法，生產(chǎn)中批次間質(zhì)量控制仍是一個(gè)難題。據(jù)悉，武漢大學(xué)已經(jīng)解決了這個(gè)難題，在不考慮摻雜導(dǎo)電劑因素的情況下，比容量已經(jīng)達(dá)到理論容量（170mAh/g），獨(dú)特的生產(chǎn)工藝（已申請(qǐng)專利保護(hù)）使得高質(zhì)量的磷酸鐵鋰從原料到產(chǎn)品一步到位，生產(chǎn)中只有少量的蒸汽和二氧化碳產(chǎn)生，對(duì)環(huán)境影響小，質(zhì)量易控制，降低了生產(chǎn)成本。武漢大學(xué)擬進(jìn)行中試。電子辭典：什么是浮充?浮充是蓄電池組的一種供（放）電工作方式，系將蓄電池組與電源線路并聯(lián)連接到負(fù)載電路上，它的電壓大體上是恒定的，僅略高于蓄電池組的斷路電壓，由電源線路所供的少量電流來(lái)補(bǔ)償蓄電池組局部作用的損耗，以使其能經(jīng)常保持在充電滿足狀態(tài)而不致過(guò)充電。因此，蓄電池組可隨電源線

5、路電壓上下波動(dòng)而進(jìn)行充放電。當(dāng)負(fù)載較輕而電源線路電壓較高時(shí)，蓄電池組即進(jìn)行充電，當(dāng)負(fù)載較重或電源發(fā)生意外中斷時(shí)，蓄電池組則進(jìn)行放電，分擔(dān)部分或全部負(fù)載。這樣，蓄電池組便起到穩(wěn)壓作用，并處于備用狀態(tài)。浮充供電工作方式可分為半浮充和全浮充兩種。當(dāng)部分時(shí)間（負(fù)載較重時(shí)）進(jìn)行浮充供電，而另部分時(shí)間（負(fù)載較輕時(shí)）由蓄電池組單獨(dú)供電的工作方式，稱為半浮充工作方式，或稱定期浮充工作方式。倘全部時(shí)間均由電源線路與蓄電池組并聯(lián)浮充供電，則稱為全浮充工作方式，或稱連續(xù)浮充工作方式。以凈充工作方式使用的蓄電池組，其壽命一般較全充放工作方式者要長(zhǎng)，而且可改用較小些容量的蓄電池組來(lái)代替。這種浮充供電工作方式多用于發(fā)電廠

6、的斷電備用電源和電話局的電話正常供電電源。1 鋰離子動(dòng)力電池的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)1.1 動(dòng)力電池設(shè)計(jì)的基本原則動(dòng)力電池設(shè)計(jì)，就是根據(jù)用電設(shè)備的要求，為設(shè)備提供工作電源或動(dòng)力電源。因此，動(dòng)力電池設(shè)計(jì)首先必須根據(jù)用電設(shè)備需要及電池的特性，確定電池的電極、電解液、隔膜、外殼以及其他部件的參數(shù)，對(duì)工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，并將它們組成有一定規(guī)格和指標(biāo)(如電壓、容量、體積和重量等)的電池組。動(dòng)力電池設(shè)計(jì)是否合理，關(guān)系到電池的使用性能，必須盡可能使其達(dá)到設(shè)計(jì)最優(yōu)化。1.2 動(dòng)力電池的設(shè)計(jì)要求動(dòng)力電池設(shè)計(jì)時(shí)，必須了解用電設(shè)備具對(duì)電池性能指標(biāo)及電池使用條件，一般應(yīng)考慮以下幾個(gè)方面：1 電池工作電壓；2 電池工作電流，即正常放電

7、電流和峰值電流；3 電池工作時(shí)間，包括連續(xù)放電時(shí)間、使用期限或循環(huán)壽命；4 電池工作環(huán)境，包括電池工作環(huán)境及環(huán)境溫度；5 電池最大允許體積；鋰離子動(dòng)力電池由于其具有優(yōu)良的性能，使用范圍越來(lái)越廣，有時(shí)要應(yīng)用于一些特殊場(chǎng)合，因而還有一些特殊要求，如耐沖擊、振動(dòng)、耐高低溫、低氣壓等。在考慮上述基本要求時(shí)，同時(shí)還應(yīng)考慮材料來(lái)源、電池特性的決定因素、電池性能、電池制造工藝、技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析和環(huán)境溫度。1.3 評(píng)價(jià)動(dòng)力電池性能的主要指標(biāo)動(dòng)力電池性能一般通過(guò)以下幾個(gè)方面來(lái)評(píng)價(jià)：1 容量。電池容量是指在一定放電條件下，可以從電池獲得的電量，即電流對(duì)時(shí)間的積分，一般用Ah表示，它直接影響電池的最大工作電流和工作時(shí)間

8、。2 放電特性和內(nèi)阻。電池放電特性是指電池在一定的放電制度下，其工作電壓的平穩(wěn)性，電壓平臺(tái)的高低以及大電流放電性能等，它表明電池帶負(fù)載的能力。電池內(nèi)阻包括歐姆內(nèi)阻和電化學(xué)電阻，大電流放電時(shí)，內(nèi)阻對(duì)放電特性的影響尤為明顯。3 工作溫度范圍。用電設(shè)備的工作環(huán)境和使用條件要求電池在特定的溫度范圍內(nèi)有良好的性能。4 儲(chǔ)存性能。電池儲(chǔ)存一段時(shí)間后，會(huì)因某些因素的影響使性能發(fā)生變化，導(dǎo)致電池自放電，電解液泄漏，電池短路等。5 循環(huán)性能。循環(huán)壽命是指二次電池按照一定的制度進(jìn)行充放電，其性能衰減到某一程度時(shí)循環(huán)次數(shù)，它主要影響電池的使用壽命。6 安全性能。主要是指電池在濫用的條件下電池的安全性能如何，濫用條件

9、主要包括過(guò)充電、短路、針刺、擠壓、熱箱、重物沖擊、振動(dòng)等，抗濫用性能的好壞是決定電池能否大量應(yīng)用的首要條件。2. 鋰離子動(dòng)力電池的設(shè)計(jì)基本步驟動(dòng)力電池設(shè)計(jì)主要包括參數(shù)計(jì)算和工藝指定，具體步驟如下：1 確定組組合電池中單體數(shù)目，單體電池工作電壓與工作密度 單體電池?cái)?shù)目單體電池?cái)?shù)目 確定單體電池工作電壓與工作電流密度根據(jù)選定系列電池的伏安曲線，確定單電池的工作電壓與工作電流密度，同時(shí)應(yīng)考慮工藝的影響，如電極結(jié)構(gòu)型式的影響。2 計(jì)算電極總面積和電極數(shù)目 根據(jù)要求的工作電流和選定的工作電流密度，計(jì)算電極總面積電極總面積 根據(jù)要求的電池外形最大尺寸，選擇合適的電極尺寸，計(jì)算電極數(shù)目電極數(shù)目3 計(jì)算電池容

10、量 額定容量 額定容量(Ah)工作電流工作時(shí)間 設(shè)計(jì)容量為了保證電池的可靠性和壽命，一般設(shè)計(jì)容量比額定容量高1020。設(shè)計(jì)容量(Ah)（1.11.2）額定容量4 計(jì)算電池正、負(fù)極活性物質(zhì)用量 計(jì)算控制電極的活性物質(zhì)用量根據(jù)控制電極的活性物質(zhì)的電化當(dāng)量、設(shè)計(jì)容量以及活性物質(zhì)利用率來(lái)計(jì)算單體電池中控制電極的物質(zhì)用量。對(duì)于鋰離子動(dòng)力電池而言，從安全性能和成本等因素來(lái)考慮，一般均采用正極材料作為控制電極的活性物質(zhì)?？刂齐姌O的活性物質(zhì)用量 計(jì)算非控制電極的活性物質(zhì)用量單體電池中非控制電極活性物質(zhì)的用量，應(yīng)根據(jù)控制電極活性物質(zhì)的用量來(lái)定，為了保證電池有較好的性能，一般應(yīng)過(guò)量，通常取過(guò)剩系數(shù)為12之間。鋰離

11、子動(dòng)力電池通常采用碳負(fù)極材料過(guò)剩，過(guò)剩系數(shù)取1.1。5 計(jì)算正、負(fù)極的平均厚度 計(jì)算每片電極物質(zhì)用量每片正負(fù)極極片物質(zhì)用量 每片電極厚度6 隔膜的選擇鋰離子電池經(jīng)常用的隔膜有單層PE、雙層PP/PE和三層PP/PE/PP等微孔膜，厚度有25m、35m和40m等幾種規(guī)格，可根據(jù)電池的實(shí)際需要選擇。7 確定電解液的濃度及用量根據(jù)選定的電池系列特性，結(jié)合具體設(shè)計(jì)電池的使用條件(如工作電流、工作溫度等)或根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)確定電解液的組成、濃度和用量。8 確定電池的裝配比及單體電池殼體尺寸電池的裝配比根據(jù)所選定的電池特性及設(shè)計(jì)電池的極片材料、厚度等情況來(lái)確定，一般控制在8090。根據(jù)用電設(shè)備對(duì)電池的要求選

12、定電池后，再根據(jù)電池殼體材料的物理性能與機(jī)械性能，確定電池殼體的寬度、長(zhǎng)度及壁厚、有無(wú)安全保護(hù)裝置等。3. 鋰離子動(dòng)力電池的設(shè)計(jì)舉例本設(shè)計(jì)是根據(jù)公司市場(chǎng)部提出的要求，結(jié)合實(shí)際情況來(lái)做的。客戶具體要求為：要求提供8Ah 25V鋰離子動(dòng)力電池組，有兩個(gè)體積相同的殼體，殼體內(nèi)部尺寸為：133mm95mm65mm，要求電池的用極柱連接，正常工作電流3A。具體設(shè)計(jì)步驟如下：1. 單體電池?cái)?shù)目錳酸鋰動(dòng)力電池工作電壓為3.7V，要組裝25V的電池組需要7塊單體電池。2. 電池容量設(shè)計(jì) 式中 C設(shè)電池設(shè)計(jì)容量；C額電池額定容量，8.0Ah；K1 電池設(shè)計(jì)安全系數(shù)，一般取1.11.2。在此處取K1為1.1，則

13、C設(shè)8.01.18.8Ah3. 電池尺寸設(shè)計(jì)根據(jù)電池組殼體的尺寸，結(jié)合所需電池的數(shù)目，采取一個(gè)殼體放4塊電池，另一個(gè)殼體放3塊電池，單體電池的外部尺寸為：130mm60mm22.5mm(含極柱),電池殼體外部尺寸：120mm60mm22.5mm?？紤]動(dòng)力電池對(duì)安全性能的要求比較高，在蓋板上預(yù)留出一個(gè)防爆孔作為泄氣裝置，防止出現(xiàn)異常情況時(shí)電池爆炸。4. 極片面密度設(shè)計(jì)通常錳酸鋰正極活性物質(zhì)的比容量為90mAh/g，碳負(fù)極活性物質(zhì)的比容量330mAh/g，本設(shè)計(jì)按負(fù)極過(guò)量10計(jì)算，因此正負(fù)極活性物質(zhì)用量分別為： 結(jié)合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，在錳酸鋰動(dòng)力電池中，正極面密度一般為440g/m2，與之相應(yīng)的

14、負(fù)極面密度為145g/m2。5. 極片高度設(shè)計(jì)在考慮極片高度時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)方面：極片上部應(yīng)有一定的空間，以便防充電時(shí)電池內(nèi)壓的增高，同時(shí)也為栓接留出足夠的空間，通常負(fù)極高度比正極高24mm，隔膜高度比負(fù)極高24mm。綜合上述因素，結(jié)合電池殼體的尺寸，確定電池的正極極片高度為102mm，負(fù)極極片高度為106mm，隔膜高度為110mm。6. 極片長(zhǎng)度的計(jì)算正極活性物質(zhì)含量為92，則極片長(zhǎng)度為：結(jié)合實(shí)際操作需要，考慮將正極分成四段，每段料區(qū)長(zhǎng)度為600mm，為焊接極耳需要，還需留出一定的空白區(qū)域，此處選取空白區(qū)域?yàn)?5mm；考慮到負(fù)極極片要完全包裹正極，此處選定負(fù)極短片料區(qū)長(zhǎng)度為610mm，空白銅

15、箔長(zhǎng)度需根據(jù)實(shí)際需要確定。7. 極片厚度確定結(jié)合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)，錳酸鋰正極材料的壓實(shí)密度在2.6左右，石墨碳粉的壓實(shí)密度在1.5左右，則本設(shè)計(jì)中的正極極片厚度在185m左右，負(fù)極極片厚度在110m左右。8. 卷針的設(shè)計(jì)動(dòng)力電池的卷針根據(jù)電池的型狀不同可分為圓形卷針、方形卷針和橢圓形卷針。由于本設(shè)計(jì)的電池是方形電池，故采用方形卷針，根據(jù)電池具體尺寸，結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，確定卷針的寬度為40mm，厚度1mm。9. 隔膜的尺寸確定隔膜的長(zhǎng)度通常為負(fù)極的2倍，寬度比極片高度長(zhǎng)24mm，結(jié)合動(dòng)力電池對(duì)安全性能的要求，本設(shè)計(jì)選用厚度為35m的三層PP/PE/PP隔膜。10. 電解液的確定目前鋰離子動(dòng)力電

16、池通常采用1mol/L的LiPF6 /EC-DMC-EMC(1:1:1)，鈷酸鋰動(dòng)力電池用量為3.54g/Ah，而錳酸鋰動(dòng)力電池用量5.56g/Ah。鋰離子電池設(shè)計(jì)的一些物理參數(shù)：負(fù)極片：集電極：銅箔，厚度10-12um膜材料配比：石墨/super-C/pvdf-761/=90/1/9石墨比容量：320-340mAh/g負(fù)極總?cè)萘勘日龢O總?cè)萘慷嗖淮笥?0單層膜厚：65um壓實(shí)密度：1.5-1.6g/cm3,面密度：8.5-9mg/cm2容量密度：3mAh/cm2正極：集電極：鋁箔，厚度18um膜材料配比：LiCoO2/super-C/KS-6/pvdf761/=88/4/2/6LiCoO2比容

17、量：140mAh/g單層膜厚：60um壓實(shí)密度：4g/cm3,面密度：24mg/cm2容量密度：3mAh/cm2隔膜：celgard,小型電池為25um;動(dòng)力電池為3545um電解質(zhì)液：EC/DEC/EMC/DMC/1MLiPF6電解液加入量按每320mAh加1克電解液；配 料 基 礎(chǔ) 知 識(shí)一、 電極的組成：1、 正極組成：a、 鈷酸鋰：正極活性物質(zhì)，鋰離子源，為電池提高鋰源。b、 導(dǎo)電劑：提高正極片的導(dǎo)電性，補(bǔ)償正極活性物質(zhì)的電子導(dǎo)電性。提高正極片的電解液的吸液量，增加反應(yīng)界面，減少極化。c、 PVDF粘合劑：將鈷酸鋰、導(dǎo)電劑和鋁箔或鋁網(wǎng)粘合在一起。d、 正極引線：由鋁箔或鋁帶制成。2、

18、負(fù)極組成：a、 石墨：負(fù)極活性物質(zhì)，構(gòu)成負(fù)極反應(yīng)的主要物質(zhì)；主要分為天然石墨和人造 石墨兩大類。b、 導(dǎo)電劑：提高負(fù)極片的導(dǎo)電性，補(bǔ)償負(fù)極活性物質(zhì)的電子導(dǎo)電性。提高反應(yīng)深度及利用率。防止枝晶的產(chǎn)生。利用導(dǎo)電材料的吸液能力，提高反應(yīng)界面，減少極化。（可根據(jù)石墨粒度分布選擇加或不加）。c、 添加劑：降低不可逆反應(yīng)，提高粘附力，提高漿料黏度，防止?jié){料沉淀。d、 水性粘合劑：將石墨、導(dǎo)電劑、添加劑和銅箔或銅網(wǎng)粘合在一起。e、 負(fù)極引線：由銅箔或鎳帶制成。二、 配料目的：配料過(guò)程實(shí)際上是將漿料中的各種組成按標(biāo)準(zhǔn)比例混合在一起，調(diào)制成漿料，以利于均勻涂布，保證極片的一致性。配料大致包括五個(gè)過(guò)程，即：原料的

19、預(yù)處理、摻和、浸濕、分散和絮凝。三、 配料原理：（一） 、正極配料原理1、 原料的理化性能。（1） 鈷酸鋰：非極性物質(zhì)，不規(guī)則形狀，粒徑D50一般為6-8 m，含水量0.2%，通常為堿性，PH值為10-11左右。錳酸鋰：非極性物質(zhì)，不規(guī)則形狀，粒徑D50一般為5-7 m，含水量0.2%，通常為弱堿性，PH值為8左右。（2） 導(dǎo)電劑：非極性物質(zhì)，葡萄鏈狀物，含水量3-6%，吸油值300，粒徑一般為 2-5 m；主要有普通碳黑、超導(dǎo)碳黑、石墨乳等，在大批量應(yīng)用時(shí)一般選擇超導(dǎo)碳黑和石墨乳復(fù)配；通常為中性。（3） PVDF粘合劑：非極性物質(zhì)，鏈狀物，分子量從300，000到3，000，000不等；吸水

20、后分子量下降，粘性變差。（4） NMP：弱極性液體，用來(lái)溶解/溶脹PVDF，同時(shí)用來(lái)稀釋漿料。2、 原料的預(yù)處理（1） 鈷酸鋰：脫水。一般用120 oC常壓烘烤2小時(shí)左右。（2） 導(dǎo)電劑：脫水。一般用200 oC常壓烘烤2小時(shí)左右。（3） 粘合劑：脫水。一般用120-140 oC常壓烘烤2小時(shí)左右，烘烤溫度視分子量的大小決定。（4） NMP：脫水。使用干燥分子篩脫水或采用特殊取料設(shè)施，直接使用。3、 原料的摻和：（1） 粘合劑的溶解（按標(biāo)準(zhǔn)濃度）及熱處理。（2） 鈷酸鋰和導(dǎo)電劑球磨：使粉料初步混合，鈷酸鋰和導(dǎo)電劑粘合在一起，提高團(tuán)聚作用和的導(dǎo)電性。配成漿料后不會(huì)單獨(dú)分布于粘合劑中，球磨時(shí)間一般

21、為2小時(shí)左右；為避免混入雜質(zhì)，通常使用瑪瑙球作為球磨介子。4、 干粉的分散、浸濕：（1） 原理：固體粉末放置在空氣中，隨著時(shí)間的推移，將會(huì)吸附部分空氣在固體的表面上，液體粘合劑加入后，液體與氣體開(kāi)始爭(zhēng)奪固體表面；如果固體與氣體吸附力比與液體的吸附力強(qiáng)，液體不能浸濕固體；如果固體與液體吸附力比與氣體的吸附力強(qiáng)，液體可以浸濕固體，將氣體擠出。當(dāng)潤(rùn)濕角90度，固體浸濕。當(dāng)潤(rùn)濕角90度，固體不浸濕。正極材料中的所有組員都能被粘合劑溶液浸濕，所以正極粉料分散相對(duì)容易。（2） 分散方法對(duì)分散的影響：A、 靜置法（時(shí)間長(zhǎng)，效果差，但不損傷材料的原有結(jié)構(gòu)）；B、 攪拌法；自轉(zhuǎn)或自轉(zhuǎn)加公轉(zhuǎn)（時(shí)間短，效果佳，但有

22、可能損傷個(gè)別 材料的自身結(jié)構(gòu)）。1、攪拌槳對(duì)分散速度的影響。攪拌槳大致包括蛇形、蝶形、球形、槳形、齒輪形等。一般蛇形、蝶形、槳型攪拌槳用來(lái)對(duì)付分散難度大的材料或配料的初始階段；球形、齒輪形用于分散難度較低的狀態(tài)，效果佳。2、攪拌速度對(duì)分散速度的影響。一般說(shuō)來(lái)攪拌速度越高，分散速度越快，但對(duì)材料自身結(jié)構(gòu)和對(duì)設(shè)備的損傷就越大。3、濃度對(duì)分散速度的影響。通常情況下漿料濃度越小，分散速度越快，但太稀將導(dǎo)致材料的浪費(fèi)和漿料沉淀的加重。4、濃度對(duì)粘結(jié)強(qiáng)度的影響。濃度越大，柔制強(qiáng)度越大，粘接強(qiáng)度越大；濃度越低，粘接強(qiáng)度越小。5、真空度對(duì)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

23、；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。6、溫度對(duì)分散速度的影響。適宜的溫度下，漿料流動(dòng)性好、易分散。太熱漿料容易結(jié)皮，太冷漿料的流動(dòng)性將大打折扣。5、 稀釋。將漿料調(diào)整為合適的濃度，便于涂布。（二）、負(fù)極配料原理（大致與正極配料原理相同）1、 原料的理化性能。（1） 石墨：非極性物質(zhì)，易被非極性物質(zhì)污染，易在非極性物質(zhì)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(tuán)聚。一般粒徑D50為20m左右。顆粒形狀多樣且多不規(guī)則，主要有球形、片狀、纖維狀等。（2） 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。（3） 防沉淀劑（CMC）：

24、高分子化合物，易溶于水和極性溶劑。（4） 異丙醇：弱極性物質(zhì)，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(qiáng)烈的消泡作用；易催化粘合劑網(wǎng)狀交鏈，提高粘結(jié)強(qiáng)度。乙醇：弱極性物質(zhì)，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(qiáng)烈的消泡作用；易催化粘合劑線性交鏈，提高粘結(jié)強(qiáng)度（異丙醇和乙醇的作用從本質(zhì)上講是一樣的，大批量生產(chǎn)時(shí)可考慮成本因素然后選擇添加哪種）。（5）去離子水（或蒸餾水）：稀釋劑，酌量添加，改變漿料的流動(dòng)性。2、 原料的預(yù)處理：（1） 石墨：A、混合，使原料均勻化，提高一致性。B、300400常壓烘烤，除去表面油性物質(zhì)，提高與水性粘合劑的相容能力

25、，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）。（2） 水性粘合劑：適當(dāng)稀釋，提高分散能力。3、 摻和、浸濕和分散：（1） 石墨與粘合劑溶液極性不同，不易分散。（2） 可先用醇水溶液將石墨初步潤(rùn)濕，再與粘合劑溶液混合。（3） 應(yīng)適當(dāng)降低攪拌濃度，提高分散性。（4） 分散過(guò)程為減少極性物與非極性物距離，提高勢(shì)能或表面能，所以為吸熱反應(yīng)，攪拌時(shí)總體溫度有所下降。如條件允許應(yīng)該適當(dāng)升高攪拌溫度，使吸熱變得容易，同時(shí)提高流動(dòng)性，降低分散難度。（5） 攪拌過(guò)程如加入真空脫氣過(guò)程，排除氣體，促進(jìn)固-液吸附，效果更佳。（6） 分散原理、分散方法同正極配料中的相關(guān)內(nèi)容，在三、（一）、4

26、中有詳細(xì)論述，在此不予詳細(xì)解釋。4、 稀釋。將漿料調(diào)整為合適的濃度，便于涂布。四、 配料注意事項(xiàng)：1、 防止混入其它雜質(zhì)；2、 防止?jié){料飛濺；3、 漿料的濃度（固含量）應(yīng)從高往低逐漸調(diào)整，以免增加麻煩；4、 在攪拌的間歇過(guò)程中要注意刮邊和刮底，確保分散均勻；5、 漿料不宜長(zhǎng)時(shí)間擱置，以免沉淀或均勻性降低；6、 需烘烤的物料必須密封冷卻之后方可以加入，以免組分材料性質(zhì)變化；7、 攪拌時(shí)間的長(zhǎng)短以設(shè)備性能、材料加入量為主；攪拌槳的使用以漿料分散難度進(jìn)行更換，無(wú)法更換的可將轉(zhuǎn)速由慢到快進(jìn)行調(diào)整，以免損傷設(shè)備；8、 出料前對(duì)漿料進(jìn)行過(guò)篩，除去大顆粒以防涂布時(shí)造成斷帶；9、 對(duì)配料人員要加強(qiáng)培訓(xùn)，確保其掌握專業(yè)知識(shí)，以免釀成大禍；10、 配料的關(guān)鍵在于分散均勻，掌握該中心，其它方式可自行調(diào)整。三、 電池不良項(xiàng)目及成因：1.容量低產(chǎn)生原因：a.附料量偏少；b.極片兩面附料量相差較大；c.極片斷裂；d.電解液少；e.電解液電導(dǎo)率低；f.正極與負(fù)極配片未配好；g.隔膜孔隙率?。籬.膠粘劑老化附料脫落；i.卷芯超厚（未烘干或電解液未滲透）j.分容時(shí)未充滿電；k.正負(fù)極材料比容量小。2.內(nèi)阻高產(chǎn)生原因：a.負(fù)