本文总结了活性物质比表面积对浆料、涂布及电芯性能的影响及处理措施。
一、活性物质比表面积的原理影响分析（1）对浆料性能的影响
分散性挑战：高比表面积活性物质（如纳米颗粒）易因范德华力形成硬团聚（Aggregate），导致浆料中颗粒分布不均。需延长搅拌时间或添加表面活性剂（如NMP）改善分散。
粘度与稳定性：小颗粒比表面积大，吸附更多溶剂，增加浆料粘度。若导电剂（如CNT）未充分分散，可能形成局部高粘度区域，导致涂布缺陷。
沉降风险：纳米颗粒因布朗运动易悬浮，但大团聚体可能快速沉降，需通过粘结剂（如PVDF）维持浆料稳定性。
（2）对涂布工艺的影响
涂层均匀性：团聚颗粒在湿涂层中形成凸起或孔洞，干燥后极片出现裂纹。需控制浆料细度接近活性物质D90（如LFP浆料细度3μm匹配D90=3.5μm）。
厚度控制：高比表面积颗粒振实密度低，相同面密度下涂层更厚，辊压后孔隙率下降更显著。
（3）对电芯性能的影响
电化学优势：小颗粒缩短Li固相扩散路径，提升倍率性能，高比表面积增加反应活性位点，降低极化。
副作用：
副反应加剧：纳米颗粒表面易催化电解液分解，形成过厚SEI膜，消耗活性锂。
循环衰减：高比表面积石墨首效可能会降低，保液量增加但循环后期容量衰减更快。
导电剂需求：比表面积大的活性物质需更多导电剂（如CNT用量与活性物质比表面积正相关）。
二、生产现场异常处理措施（1）浆料分散不良
现象：浆料粘度异常升高或细度不达标（如实测细度＞D90）。
处理：
优化搅拌工艺：采用多步投料（先分散导电剂，后加活性物质），或使用高剪切分散设备。
添加分散剂：如NMP可降低石墨比表面积对浆料的影响，但需控制残留量（≤800ppm）。
检测手段：通过SEM观察浆料中团聚体形态，调整分散参数。
（2）涂布极片缺陷
现象：极片出现针孔、裂纹或厚度波动。
处理：
调整浆料流变性：添加溶剂（如NMP/水）降低粘度，或增加粘结剂（如CMC）提升柔韧性（。
优化涂布参数：降低走带速度或调整刮刀间隙，避免大颗粒刮伤基材。
（3）电芯性能异常
现象：首效低、倍率性能差或循环衰减快。
处理：
调整N/P比：若负极比表面积过高，需增加正极面密度或使用预锂化补偿锂损失。
优化导电网络：对于高比表面积活性物质（如纳米LFP），采用复合导电剂（SP+CNT）构建长程导电路径。
控制压实密度：高比表面积电极需适度辊压（如孔隙率30%~40%），避免过度压实导致离子传输受阻。
三、总结
活性物质比表面积需在“高反应活性”与“副反应控制”间平衡。生产中需通过颗粒级配（如大小颗粒混合）、导电剂优化（逾渗理论指导）及工艺参数适配（如搅拌、涂布、辊压）实现性能最优。异常处理关键在于快速定位问题环节（浆料→涂布→电芯），并基于机理调整材料配方或工艺参数。
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参考资料（锂电解码资料库可下载）：
1.材料性质及浆料制备对锂离子电池性能影响，薛战勇
2.实验室锂离子电池制作测试体系工艺研究，纪继坤
3.磷酸铁锂正极匀浆工艺研究，刘范芬
4.锂离子电池极片辊压变形微结构演化与性能调控基础研究，张俊鹏
5.Impact of secondary particle size and two-layer architectures on the high-rate performance of thic electrodes in lithium-ion battery pouch cells
6.长寿命高倍率锂离子电池的开发及工艺优化，张若涛
原文标题 : 你的浆料总沉降？可能是比表面积在'造反'！5大失控场景应对手册
