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电池片生产厂家:电池配料基础知识


电池片生产厂家:电池配料基础知识

一、 电极的组成:

1、 正极组成:

a、 钴酸锂:正极活性物质,锂离子源,为电池提高锂?#30784;?

b、 导电剂:提高正极片的导电性,补偿正极活性物质的电子导电性。

提高正极片的电解液的吸液量,增加反应界面,减少极化。

c、 PVDF粘合剂:将钴酸锂、导电剂和铝箔或铝网粘合在一起。

d、 正极引线:由铝箔或铝带制成。

2、 负极组成:

a、 石墨:负极活性物质,构成负极反应的主要物质;主要分为天然石墨和人造石墨两大类。

b、 导电剂:提高负极片的导电性,补偿负极活性物质的电子导电性。提高反应深度及利用率。 防止枝晶的产生。

利用导电材料的吸液能力,提高反应界面,减少极化。(可根据石墨粒度分布选择加或不加)。

c、 添加剂:降低不可逆反应,提高粘附力,提高浆料黏度,防止浆料沉淀。
 
d、 水性粘合剂:将石墨、导电剂、添加剂和铜箔或铜网粘合在一起。

e、 负极引线:由铜箔或镍带制成。

二、 配料目的:

配料过程?#23548;?#19978;是将浆料中的各种组成按标准比例混合在一起,调制成浆料,以利于均匀涂布,保证极片的一致性。配料大致包括五个过程,即:原料的预处理、掺和、浸湿、分散和絮凝。

三、 配料原理:

(一) 、正极配料原理

1、 原料的理化性能。

(1) 钴酸锂:非极性物质,不规则形状,粒径D50一般为6-8 μm,含水量≤0.2%,通常为碱性,PH值为10-11左右。

锰酸锂:非极性物质,不规则形状,粒径D50一般为5-7 μm,含水量≤0.2%,通常为弱碱性,PH值为8左右。

(2) 导电剂:非极性物质,葡萄链状物,含水量3-6%,吸油值~300,粒径一般为 2-5 μm;主要有普通碳黑、超导碳黑、石墨乳等,在大批量应用时一般选择超导碳黑和石墨乳复配;通常为中性。

(3) PVDF粘合剂:非极性物质,链状物,分子量从300,000到3,000,000不等;吸水后分子量下降,粘性变差。

(4) NMP:弱极性液体,用来溶解/溶胀PVDF,同时用来稀释浆料。

2、 原料的预处理

(1) 钴酸锂?#21644;?#27700;。一般用120 oC常压烘烤2小时左右。

(2) 导电剂?#21644;?#27700;。一般用200 oC常压烘烤2小时左右。

(3) 粘合剂?#21644;?#27700;。一般用120-140 oC常压烘烤2小时左右,烘烤温度视分子量的大小决定。

(4) NMP?#21644;?#27700;。使用干燥分子筛脱水或采用特殊取料设施,直接使用。

3、 原料的掺和:

(1) 粘合剂的溶解(按标准浓度)及热处理。

(2) 钴酸锂和导电剂球磨:使粉料初步混合,钴酸锂和导电剂粘合在一起,提高团聚作用和的导电性。配成浆料后不会单独分?#21152;?#31896;合剂中,球磨时间一般为2小时左右;为避免混入杂质,通常使用玛瑙球作为球磨介子。

4、 干粉的分散、浸湿:

(1) 原理:固体粉末放置在空气中,随着时间的推移,将会吸附部分空气在固体的表面上,液体粘合剂加入后,液体与气体开始争夺固体表面;如果固体与气体吸附力比与液体的吸附力强,液体不能浸湿固体;如果固体与液体吸附力比与气体的吸附力强,液体可以浸湿固体,将气体挤出。

?#27604;?#28287;角≤90度,固体浸湿。

?#27604;?#28287;角>90度,固体不浸湿。

正极材料中的所有组员都能被粘合剂溶液浸湿,所以正极粉料分散相?#21248;?#26131;。

(2) 分散方法对分散的影响:

A、 静置法(时间长,效果差,但不损伤材料的原有结构);

B、 搅拌法;自转或自转加公转(时间短,效果佳,但有可能损伤个别材料的自身结构)。

1、搅拌桨对分散速度的影响。搅拌桨大致包括蛇形、蝶形、球形、桨形、齿?#20013;?#31561;。一般蛇形、蝶形、桨型搅拌桨用来对付分散难度大的材料或配料的初始阶段;球形、齿?#20013;?#29992;于分散难度?#31995;?#30340;状态,效果?#36873;?

2、搅拌速度对分散速度的影响。一般说来搅拌速度越高,分散速度越快,但对材料自身结构?#25237;?#35774;备的损?#21496;?#36234;大。

3、浓度对分散速度的影响。通常情况下浆料浓度越小,分散速度越快,但太稀将导致材料的浪费和浆料沉淀的加重。

4、浓度对粘结强度的影响。浓度越大,柔制强度越大,粘接强度越大;浓度?#38477;停?#31896;接强度越小。

5、真空度对分散速度的影响。高真空度有利于材料缝隙和表面的气体排出,降低液体吸附难度;材料在完全失重或重力减小的情况?#36335;?#25955;均匀的难度将大大降低。

6、温度对分散速度的影响。适宜的温度下,浆料流动性好、易分散。太热浆料容易结皮,太冷浆料的流动性将大打折扣。

5、 稀释。将浆料调整为合适的浓度,便于涂布。

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