鋰電池配料基礎(chǔ)知識(shí)

〔1〕鋰電池配料根底學(xué)問一、電極的組成：1a、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，增加反響界面，削減極化。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。2a、石墨：負(fù)極活性物質(zhì)，構(gòu)成負(fù)極反響的主要物質(zhì)；主要分為自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。提高反響深度及利用率。防止枝晶的產(chǎn)生。利用導(dǎo)電材料的吸液力氣，提高反響界面，削減極化。〔可依據(jù)石墨粒度分布選擇加或不加。c、添加劑：降低不行逆反響，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：布，保證極片的全都性。配料大致包括五個(gè)過程，即：原料的預(yù)處理、摻和、浸濕、分散和絮凝。三、配料原理：〔一〕、正極配料原理1D50一般為6-8μm，含水量≤0.2%，通常為堿性，PH10-11左右。D50一般為5-7μm，含水量≤0.2%，通常為弱堿性，PH8左右。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2-5μm；主要有一般碳黑、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。PVDF300，000到3，000，000不等；吸水后分子量下降，粘性變差。NMP：弱極性液體，用來溶解/溶脹PVDF，同時(shí)用來稀釋漿料。2、原料的預(yù)處理120oC2小時(shí)左右。200oC2小時(shí)左右。120-140oC2小時(shí)左右，烘烤溫度視分子量的大小打算。NMP：脫水。使用枯燥分子篩脫水或承受特別取料設(shè)施，直接使用。3、原料的摻和：粘合劑的溶解〔按標(biāo)準(zhǔn)濃度〕及熱處理。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2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：將氣體擠出。當(dāng)潤濕角≤90度，固體浸濕。當(dāng)潤濕角＞90度，固體不浸濕。正極材料中的全部組員都能被粘合劑溶液浸濕，所以正極粉料分散相對(duì)簡潔。分散方法對(duì)分散的影響：A、靜置法〔時(shí)間長，效果差，但不損傷材料的原有構(gòu)造；B、攪拌法；自轉(zhuǎn)或自轉(zhuǎn)加公轉(zhuǎn)〔時(shí)間短，效果佳，但有可能損傷個(gè)別材料的自身構(gòu)造。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、槳型攪拌槳用來應(yīng)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。一般說來攪拌速度越高，分散速度越快，但對(duì)材料自身構(gòu)造和對(duì)設(shè)備的損傷就越大。3、濃度對(duì)分散速度的影響。通常狀況下漿料濃度越小，分散速度越快，但太稀將導(dǎo)致材料的鋪張和漿料沉淀的加重。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外表的氣體排出，降低液體吸附難度；材料在完全失重或重力減小的狀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，漿料流淌性好、易分散。太熱漿料簡潔結(jié)皮，太冷漿料的流淌性將大打折扣。5、稀釋。將漿料調(diào)整為適宜的濃度，便于涂布?！捕?、負(fù)極配料原理〔大致與正極配料原理一樣〕1、原料的理化性能。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，簡潔重團(tuán)聚。一般粒徑D5020μm左右。顆粒外形多樣且多不規(guī)章，主要有球形、片狀、纖維狀等。水性粘合劑SB：小分子線性鏈狀乳液，極易溶于水和極性溶劑。防沉淀劑CM：高分子化合物，易溶于水和極性溶劑。異丙醇：弱極性物質(zhì)，參與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；具有猛烈的消泡作用；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)，參與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〔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)可考慮本錢因素然后選擇添加哪種。去離子水〔或蒸餾水：稀釋劑，酌量添加，轉(zhuǎn)變漿料的流淌性。2、原料的預(yù)處理：石墨：AB、300~400℃常壓烘烤，除去外表油〔有些材料為保持外表特性，不允許烘烤，否則效能降低。水性粘合劑：適當(dāng)稀釋，提高分散力氣。3石墨與粘合劑溶液極性不同，不易分散?？上扔么妓芤簩⑹醪綕櫇?，再與粘合劑溶液混合。應(yīng)適當(dāng)降低攪拌濃度，提高分散性。分散過程為削減極性物與非極性物距離，提高勢能或外表能，所以為吸熱反響性，降低分散難度。攪拌過程如參與真空脫氣過程，排解氣體，促進(jìn)固-液吸附，效果更佳。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中有具體論述，在此不予具體解釋。4、稀釋。將漿料調(diào)整為適宜的濃度，便于涂布。四、配料留意事項(xiàng)：123、漿料的濃度〔固含量〕應(yīng)從高往低漸漸調(diào)整，以免增加麻煩；4、在攪拌的間歇過程中要留意刮邊和刮底，確保分散均勻；5、漿料不宜長時(shí)間擱置，以免沉淀或均勻性降低；6、需烘烤的物料必需密封冷卻之前方可以參與，以免組分材料性質(zhì)變化；7無