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        上海儒特機(jī)電設(shè)備有限公司
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        正極漿料的制備(以鈷酸鋰為例)

        上海儒特機(jī)電設(shè)備有限公司  2023-09-20  點(diǎn)擊858次

        正極漿料的制備過(guò)程實(shí)際上是將漿料中的各種組成按標(biāo)準(zhǔn)比例混合分散在一起,調(diào)制成漿料,以利于均勻涂布,保證極片的均勻一致性。正極制漿主要包括五個(gè)步驟,即原料的預(yù)處理、摻和、浸濕、分散和稀釋。

        (1)原料的物理性能

        a.鈷酸鋰:非極性物質(zhì),不規(guī)則形狀,粒徑D50一般為6~8μm,含水量≤0.2%,通常為堿性,pH值為10~11。錳酸鋰:非極性物質(zhì),不規(guī)則形狀,粒徑D50一般為5~7微米含水量≤0.2%,通常為堿性,PH值為8左右。

        b.導(dǎo)電劑:非極性物質(zhì),葡萄鏈狀物,吸油值約為300,粒徑一般為2~5μm;主要有普通炭黑、超導(dǎo)炭黑、石墨乳等,在大批量應(yīng)用時(shí)一般選擇超導(dǎo)炭黑和石墨乳復(fù)配,通常為中性。

        c.PVDF粘合劑:非極性物質(zhì),鏈狀物,其分子量為300,000~1,000,000不等,吸水后分子量下降,黏性變差。

        d.NMP(N-甲基吡咯烷酮):弱極性液體,用于溶解/溶脹PVDF,同時(shí)作為溶劑稀釋漿料。

        (2)原料的預(yù)處理

        a.鈷酸鋰:脫水,一般用120℃常壓烘烤2小時(shí)左右。

        b.導(dǎo)電劑:脫水,一般用200℃常壓烘烤2小時(shí)左右。

        c.粘合劑:脫水,一般用120~140℃常壓烘烤2小時(shí)左右,烘烤溫度視分子量的大小決定。

        d.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

        a.粘合劑的溶解(按標(biāo)準(zhǔn)濃度)及熱處理。

        b.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)粉體的分散和浸濕

        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。分散方法對(duì)分散的影響:靜置法(時(shí)間長(zhǎng),效果差,但不損傷材料的原有結(jié)構(gòu));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)別材料的自身結(jié)構(gòu))。

        影響混合分散過(guò)程的主要參數(shù)有:

        1、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。

        2、濃度對(duì)分散速度和粘結(jié)強(qiáng)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。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。

        3、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;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。意凱雙行星攪拌機(jī)的真空度走在了行業(yè)前列。

        4、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

        加入溶劑將漿料調(diào)整為合適的濃度,便于涂布。


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