有个经验值:电极段的质量比重占整个电芯产线的70%,而浆料的质量比重又基本占电极段的70%。可以说一旦锂电池制造产线的源头——电极浆料出了问题,那么整锅浆料都要报废。
浆料的稳定性是衡量浆料质量的一个关键参数。
电极浆料的稳定性主要通过以下几个指标和方法进行判断,满足以下条件可视为稳定性好的浆料。
1. 粘度稳定性
标准:
浆料在静置或存储过程中粘度变化应控制在较小范围内。
正极浆料粘度通常控制在10,000~30,000 mPa·s,负极浆料为5,000~15,000 mPa·s。
存放48小时内粘度波动越小越好
测试方法:
定期取样用旋转粘度计测量,观察粘度随时间的变化趋势。
2.沉降稳定性
标准:
固含量沉降率≤1%(24小时静置后上层与下层固含量差值)。
无肉眼可见分层或颗粒沉降。
测试方法:
静置后测量不同位置的固含量或使用稳定性分析仪(如Turbiscan稳定性分析仪)监测透光率变化。
3.颗粒分散均匀性
标准:
细度(D90)接近原材料粒径,无大颗粒团聚(需防止导电剂团聚导致的涂布划痕)。
扫描电镜(SEM)或冷冻电镜观察无局部团聚,导电剂均匀包覆活性物质。
测试方法:
细度刮板测试、激光粒度仪或电镜观察。
4.流变特性
标准:
触变恢复率≥90%(剪切变稀后粘度能较快恢复)。
低剪切下粘度较高(抗沉降),高剪切下粘度较低(利于涂布)。
测试方法:
流变仪三段剪切测试(低-高-低剪切速率循环)。
5. 长期存储性能
标准:
在有效期内(通常≥48小时)保持上述性能无明显恶化。
6.关键影响因素
工艺参数:高粘度搅拌工艺、分散速度和时间。
配方优化:添加分散剂(如CMC或PAA,添加量0.2%~0.4%)、控制固含量(如负极46%)。
总结
稳定性好的浆料需同时满足:粘度波动小、无沉降、颗粒分散均匀、触变性良好,且能适应涂布工艺要求。具体数值需根据材料体系和工艺条件调整,但核心目标是确保极片涂布均匀性和电池电化学性能一致性。
以上内容均为本人日常工作,交流,阅读文献所得,由于本人能力有限,文中阐述观点难免会有疏漏,欢迎业内同仁积极交流,共同进步!
参考资料:
1.锂离子电池浆料双螺杆混合与高速分散工艺研究,周凤满
2.锂离子电池浆料合浆工艺研究综述,杨时峰
原文标题 : 如何判断电极浆料的稳定性?满足什么样的条件算是稳定性好的浆料?