锂电池的合浆工序都有哪些呢?

锂电池的合浆工序都有哪些呢?

首页休闲益智合拼工艺更新时间:2024-05-11

大家好,本期介绍合浆工序的主要内容[奋斗]

合浆是将正负极电池材料按标准比例混合在一起后加入溶剂搅拌成浆状的过程。

正极合浆

先说下正极合浆,正极由活性材料、NMP、导电剂 、PVDF 组成。首先是对来料确认和烘烤,干燥完成后需要提前配好 PVDF 胶液(溶质 PVDF ,溶液 NMP), PVDF胶液好坏对电池的内阻、电性能影响至关重要。影响打胶的因素有温度、搅拌速度。

接下来是配正极浆料,此时需要注意加料的顺序、加料时间、加料比例要严格按工艺执行。其次需要严格控制设备公转和自转速度、搅拌的真空度、温度。在此阶段需要定期检测浆料的粒度和粘度。浆料配完后就要将浆料转出至中转罐或涂布车间,浆料转出时需要对其过筛,目的就是过滤大颗粒物,沉淀和去除铁磁性等物质。大颗粒影响涂布,到最后可能导致电池自放过大或短路的风险。浆料铁磁性物质过高会导致电池自放电过大等不良。

负极合浆

负极由石墨,去离子水,导电剂 ,SBR ,CMC 。常规负极体系为水系混料过程,溶剂为去离子水,因此来料无需干燥要求。来料确认完成后,首先制备胶液,此时石墨和导电剂倒入搅拌机进行干混,接下来将胶液倒入搅拌机中,开启抽真空低速,最后将 SBR 倒入搅拌机中,建议此时快速低时搅拌。SBR 属于长链高分子物,速度过高,时间过长,分子链易打断,失去活性。最后测粘度,粒度、固含量,抽真空过筛。

合浆参数

锂离子电池浆料要求具有良好的均匀分散性和稳定性,其中影响合浆品质的因素主要有搅拌速度、温度、真空度等。搅拌速度越高,分散速度越快,但较高的搅拌速度对材料颗粒结构和设备的损伤也较大。适宜的温度下,浆料流动性好易分散。反之,温度过高时浆料容易结皮,温度过低时浆料的流动性将大打折扣。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下,分散均匀的难度将大大降低。

浆料参数介绍

浆料的粘度:粘度是流体的一种属性,流体在管路中流动时有层流、过渡流、湍流三种状态,合浆设备中同样也存在这三种流动状态,而决定这些状态的主要参数之一就是流体的粘度。随搅拌时间的延长,浆料粘度趋向于一个稳定值而不再变化,可以说浆料已分散均匀。温度越高,则浆料粘度越低。当到达一定的温度时,粘度会趋向一个稳定值。

浆料的固含量:浆料内固体物质的含量百分比。浆料的固含量和浆料稳定性息息相关。同种工艺与配方,浆料固含量越高,粘度越大,反之亦然,在一定范围内粘度越高,浆料稳定性越高。(1)固含量对于提高搅拌效率和涂布效率具有一定影响。固含量越高,浆料搅拌时间越短,损耗容积越少,涂布干燥效率越高,节省时间。(2)固含量对设备有一定的要求,高固含量浆料对设备的损耗较高,因为固含量越高,设备磨损越严重。(3)高固含量的浆料可以减少涂层间厚度,降低电池内阻

浆料的粒度:在合浆之后,需要对其粒度进行测量。粒度测量的方法通常采用刮板法,粒度是表征浆料质量的一个重要参数,粒度大小对于涂布工序、辊压工序以及电池性能有重要影响。理论上来说,浆料粒度越小越好,当颗粒粒径过大时,浆料的稳定性会受到影响,出现沉降、浆料一致性不良等。正负极活物质、粘接剂、导电剂等主材料粒径大小不一,密度不同,在搅拌过程中会出现混合、挤压、摩擦、团聚等多种不同的接触方式。在原材料被逐渐混匀、被溶剂润湿、大块物料破裂和逐渐趋于稳定这几个阶段中,会出现物料混合不匀、粘接剂溶解不良、细颗粒严重团聚、粘接剂性状发生变化等情况,就会导致大颗粒的产生。

浆料密度:浆料密度是反映浆料一致性的重要参数,通过测试不同位置的浆料密度,可以验证浆料的分散效果。

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