锂电池浆料是一个杂乱的众相羼杂非牛顿型流体。负极浆料由活物质(石墨)、导电剂(炭黑、CNT、VGCF等)、粘结剂、增稠剂及溶剂去离子水等众相物质羼杂制成。正
锂电池浆料是一个杂乱的众相羼杂非牛顿型流体。负极浆料由活物质(石墨)、导电剂(炭黑、CNT、VGCF等)、粘结剂、增稠剂及溶剂去离子水等众相物质羼杂制成。正极浆料由活物质、导电剂、粘结剂及溶剂构成。活物质、导电剂、溶剂对金属电极没有粘附性,故无法做成极片用于制备锂电池。粘结剂是浆料中要紧的组分,粘结剂将各样颗粒粘接正在沿途,酿成了具有粘附性的浆料,将其与金属箔精细粘接正在沿途。粘结剂普通用量仅有1%掌握,不过正在锂电池中却占领5%的功用,可谓是“小块头有大机灵”。
粘结剂不但闭乎锂电池的筑设工艺,并且对锂电池的电化学机能有着要紧的影响,需求粘结剂具有如此的特质:
4.具有较高的熔点和较低的溶胀率。纵然正在高温下,粘结剂与活物质的组合布局也需求坚持安定。粘结剂广泛会有溶胀地步,溶胀高出必然水准就会影响活性物质和集流体间的导电性,就会形成电池容量衰减,因而需求限制其溶胀率。
粘结剂的要紧性不问可知,不过正在实质临蓐历程中通常呈现分歧的景况,导致粘结剂的成效没有全部施展出来。比如,粘结剂疏散不匀导致正负极极片粘结性低,电池轮回寿命大大下降,电池内阻增大等;比如,正在涂布历程中烘干参数设备分歧理,导致粘结剂大面积上浮,粘结剂上浮后会聚积正在电极活物质的上层,如此就会形成辊压时粘辊。不但影响产物及格率,也给电池安静性形成了必然隐患。粘结剂上浮的由来剖释如下:
咱们普通将涂布的干燥历程分为涂布计算阶段、恒速干燥阶段、降速干燥阶段安宁均段。大个别的干燥历程厉重正在恒速干燥阶段和降速干燥阶段杀青。涂布计算阶段极片如故湿片的状况,外貌活物质如故以液相存正在。计算阶段通常被大意,实在这个阶段是大个别涂布缺陷酿成的要害处所。正在金属箔材外貌的物质如故液态时,极片刚进入烘箱受风速扰动的影响较大,外貌液相物质容易激励涂布缺陷。倘若干燥箱内存正在粉尘能够会形成大面积暗斑酿成。恒速干燥阶段杀青了液相向固相的蜕化,中心还存正在凝胶状况。恒速干燥阶段的统统热量全面奉献给溶剂蒸发,溶剂可以自正在迁徙到外貌边境层并脱离液体外貌。恒速干燥阶段是粘结剂上浮的厉重阶段,下面将周密评释。降速干燥阶段仍然杀青了大个别的干燥,正在此阶段热量赓续输入而干燥作用慢慢下降。平均阶段是为极片出烘箱做计算,防守极片温度乍然由高转低,形成极片外貌呈现裂纹。
正在恒速干燥阶段,极片外貌温度较高,表层溶剂蒸发干燥之后酿成干燥固体。于是固体-气体界面上的外貌张力要高于涂膜内部的外貌张力。正在外貌张力的驱动下,溶剂会从涂膜内部上升到涂层外貌,并将粘结剂带到涂层外貌,跟着干燥的杀青而固化于外貌。
涂层外貌干燥速率较疾,此时表层物质浓度高于内部浓度,正在浓度梯度功用下,极片中的粘结剂会跟着溶剂挥发慢慢向外貌富集迁徙,正在活性物质、导电剂的外貌析出,于是烘干历程会对电极的孔隙布局和粘结剂漫衍形成影响。
正在涂层干燥历程中,原质料固体颗粒之间酿成毛细管通道,正在毛细管功用力的影响下,粘结剂跟从溶剂正在毛细管通道中搬动,被带到涂层外貌干燥后重积下来。涂层的干燥速度越疾,外貌溶剂的蒸发速度就越疾,迁徙到涂层外貌的粘结剂没有足够的岁月向内部扩散,极片的粘结性就受影响越大。因而,连合实质临蓐,正在恒速干燥阶段要合意下降干燥速度,防守粘结剂迁徙。
正在干燥历程中,涂膜液相内部颗粒受热量的影响,不休地运动。粘结剂颗粒跟着溶剂的蒸产生不规矩运动,当粘结剂颗粒抵达涂层外貌时,接触的是气体界面,无法受到固体颗粒的碰撞力,从而积聚正在涂层外貌。此由来可能注明粘结剂上浮到涂层外貌后为何无法扩散回涂层内部。
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