鋰電池漿料性質(zhì)及關(guān)鍵影響因素分析①

1、鋰電池漿料性質(zhì)及關(guān)鍵影響因素分析牛頓流體是指在受力后極易變形，且切應(yīng)力與變形速率成正比的低粘性 流體。粘度不隨剪切速率變化而變化。如：水、酒精等大多數(shù)純液體、輕 質(zhì)油、低分子化合物溶液以及低速流動(dòng)的氣體等均為牛頓流非牛頓流體是指不滿足牛頓黏性實(shí)驗(yàn)定律的流體，即其剪應(yīng)力與剪切應(yīng) 變率之間不是線性關(guān)系的流體。如：高分子聚合物的濃溶液和懸浮液等；人身上血液、淋巴液、囊液等多 種體液，以及像細(xì)胞質(zhì)那樣的“半流體”。電極漿料是一種是由多種不同比重、不同粒度的原料組成，乂是固-液相 混合分散，形成的漿料屬于非牛頓流體。非牛頓液體的粘度除了與溫度有關(guān)外，還與剪切速率、時(shí)間有關(guān)，并有 剪切變稀或剪切變稠的變化

2、。漿料的性質(zhì)：流動(dòng)性：不斷斷續(xù)續(xù)就是流動(dòng)性好；流平性：影響了涂布的平整度和均勻度；流變性：是指漿料在流動(dòng)中的形變特征。漿料的分散：干粉混合：顆粒之間以點(diǎn)點(diǎn)、點(diǎn)面、點(diǎn)線形式接觸；泥狀捏合：加入粘結(jié)劑液體或溶劑，原材料被潤(rùn)濕、呈泥狀。經(jīng)過(guò)攪拌 機(jī)的強(qiáng)力攪拌，物料受到機(jī)械力的剪切和摩擦，同時(shí)顆粒之間也會(huì)有內(nèi)摩擦，在各個(gè)作用力下，原料顆粒之間趨于高度分散（大顆粒破裂）。稀釋分散：緩慢加入溶劑調(diào)節(jié)漿料粘度和固含量。此階段分散與團(tuán)聚共 存，并最后達(dá)到穩(wěn)定。物料的分散主要受機(jī)械力、粉液間摩擦阻力、高速 分散剪切力、漿料與容器壁撞擊相互作用力的影響。漿料的影響因素：粘度過(guò)高或過(guò)低都是不利于極片涂布的，粘度高的

3、漿料不容易沉淀且分 散性會(huì)好一點(diǎn)，但是過(guò)高的粘度不利于流平效果，不利于涂布（后續(xù)輥壓 時(shí)易造成極片局部裂紋、甚至斷裂）；粘度低時(shí)雖然漿料流動(dòng)性好，但干 燥困難，降低了涂布的干燥效率，粘度過(guò)低還會(huì)發(fā)生涂層龜裂、漿料顆粒 團(tuán)聚、面密度一致性不好等問(wèn)題。分析解決漿料粘度變化的原因，要從粘結(jié)劑的本質(zhì)及漿料分散程度上著 手。粘度升高：*正極漿料在放置一段時(shí)間后粘度升高。其原因一（短時(shí)間放置）是漿料 攪拌速度過(guò)快，粘結(jié)劑未充分溶解，放置一段時(shí)間后PVDF粉末充分溶解， 粘度升高。通常來(lái)說(shuō)，PVDF需要至少3個(gè)小時(shí)才能充分溶解，無(wú)論多快 的攪拌速度都無(wú)法改變這一影響因素；*原因之二（長(zhǎng)時(shí)間放置）是漿料靜置過(guò)

4、程中，膠體由溶膠狀態(tài)變?yōu)槟z 狀態(tài)，此時(shí)如果對(duì)其進(jìn)行慢速勻漿，其粘度可以恢復(fù)；*原因之三是膠體與活物質(zhì)、導(dǎo)電劑顆粒之間形成了一種特殊的結(jié)構(gòu)，此狀 態(tài)是不可逆的，漿料粘度升高后無(wú)法恢復(fù)；*負(fù)極漿料粘度升高主要是由粘結(jié)劑分子結(jié)構(gòu)被破壞引起的，分子鏈斷裂 后被氧化后漿料粘度升高;*如果物料被過(guò)度分散，顆粒粒徑產(chǎn)生較大的降低，也會(huì)增加漿料的粘度。粘度降低：*正極漿料粘度降低。原因之一，粘結(jié)劑膠體發(fā)生了性狀的變化。如漿料傳輸過(guò)程中受到強(qiáng)剪切力、粘結(jié)劑吸收水分發(fā)生質(zhì)變、攪拌過(guò)程中導(dǎo)致結(jié)構(gòu)發(fā)生變化、自身發(fā)生降解等；*原因之二，攪拌分散不均勻?qū)е聺{料中固體物質(zhì)大面積沉降；*原因之三，攪拌過(guò)程中粘結(jié)劑受到設(shè)備和

5、活物質(zhì)的強(qiáng)剪切力和摩擦力，在高溫情況下發(fā)生性狀變化，造成粘度下降；*負(fù)極漿料粘度降低。原因之一 CMC中混有雜質(zhì)，CMC中的雜質(zhì)大多是難溶性高分子樹(shù)脂，當(dāng)CMC與鈣、鎂等混溶時(shí)，會(huì)降低其粘度；*原因之二CMC是羥甲基纖維素鈉，其主要是C/O的結(jié)合，鍵強(qiáng)很弱極易被剪切力破壞，當(dāng)攪拌速度過(guò)快或時(shí)間太長(zhǎng)時(shí)有可能破壞CMC的結(jié)構(gòu)。CMC在負(fù)極漿料中起到增稠和穩(wěn)定的作用，同時(shí)對(duì)原材料的分散起重要的作用，其結(jié)構(gòu)一旦發(fā)生破壞，必然引起漿料沉降，粘度降低；*原因之三是SBR粘結(jié)劑的破壞。在長(zhǎng)時(shí)間攪拌下極易發(fā)生破乳，導(dǎo)致粘結(jié)性失效，漿料粘度降低。果凍狀及時(shí)高時(shí)低：*水分?？紤]活物質(zhì)吸潮、攪拌過(guò)程水分控制不好，原材料吸收水分后或者攪拌環(huán)境濕度較高，導(dǎo)致PVDF吸收水分變成果凍狀；*漿料或材料的pH值。pH值越高，對(duì)水分的控制就要求更嚴(yán)格，尤其是NCA、NCM811等高鎳材料的攪拌。*漿料粘度忽高忽低，原因之一可能是漿料測(cè)試過(guò)程中未完全穩(wěn)定下來(lái)，漿 料粘度受溫度的影響很大。尤其是被高速分散之后，