中國粉體網(wǎng)訊  影響正極極片壓實密度的主要因素主要有以下四點：①材料真密度②材料形貌③材料粒度分布④極片工藝。

1,、材料真密度

幾種商業(yè)正極材料的真密度和目前所能達(dá)到的壓實密度見表（表中所選三元材料為NCM111）,，可以看出，幾種材料的真密度：鈷酸鋰＞三元材料＞錳酸鋰＞磷酸鐵鋰,，這和壓實密度的規(guī)律一致,。需要指出的是，不同組分三元材料的真密度隨組分的變化而變化,。

幾種商業(yè)正極材料的真密度和壓實密度范圍

2,、材料形貌

三元材料和鈷酸鋰的真密度差別并不大，從上表可以看出,，NCM111和鈷酸鋰的真密度只差0.3g·cm-3,，壓實密度卻比鈷酸鋰低0.5g·cm-3，甚至更高,，導(dǎo)致這個結(jié)果的原因很多,，但最主要的原因是鈷酸鋰和三元材料的形貌差別。

目前商業(yè)化的鈷酸鋰是一次顆粒,，單晶很大,，三元材料則為細(xì)小單晶的二次團聚體，如圖所示,。從圖中可看出,，幾百納米的一次顆粒團聚成的三元材料二次球，本身就有很多空隙,；而制備成極片后,，球和球之間也會有大量的空隙。以上原因使三元材料的壓實密度進(jìn)一步降低,。

鈷酸鋰和三元材料SEM圖

3,、材料粒度分布

等徑球在堆積時，球體和球體之間會有大量的空隙,，若沒有合適的小粒徑球來填補這些空隙,，堆積密度就會很低。所以合適的粒度分布能提高材料的壓實密度,，而不合理的粒度分布則造成壓實密度顯著降低,。

4、極片工藝

極片的面密度，黏結(jié)劑和導(dǎo)電劑的用量都會影響壓實密度,。常見導(dǎo)電劑和黏結(jié)劑的真密度見如表,。從表中可以看出，

常見導(dǎo)電劑和黏結(jié)劑的真密度

材料的真密度對壓實密度的影響是無法改變的,，但從壓實密度和真密度的對比中可以看出,，三元材料的壓實密度還有很大的提升空間。

如何提高壓實密度

目前提高壓實密度的方法主要從材料形貌,、材料粒度分布,、極片工藝三方面入手。例如將三元材料的形貌制備成和鈷酸鋰類似的大單晶,；優(yōu)化三元材料粒度分布；極片制作時使用導(dǎo)電性好的導(dǎo)電劑以降低導(dǎo)電劑用量,，調(diào)漿過程高速分散,，使導(dǎo)電劑和黏結(jié)劑均勻分散等等。

下面是從優(yōu)化三元材料形貌和粒度方面來提升三元材料壓實密度的實例,。

1,、優(yōu)化形貌

常見幾種三元材料的形貌及其極片（輥壓后）的SEM圖如圖所示。其中(a),、(c),、(e)為三種不同形貌的三元材料的SEM圖，放大倍數(shù)相同,。(b),、(d)、(f)分別為(a),、(c)、(e)的輥壓后極片低倍SEM圖,。

(a)所示是最常見的三元材料形貌,，即小單晶的二次團聚體，其輥壓后的極片SEM圖如(b)所示,，二次顆粒之間有較大空隙,，且部分二次顆粒已經(jīng)被壓碎，部分沒有接觸到黏結(jié)劑的小單晶已經(jīng)脫落,；(c)的形貌為一次單晶三元材料,，但比(a)的單晶稍大一些，從其對應(yīng)極片(d)可以看出,，單晶顆粒之間有少量空隙,，因為不存在二次顆粒破碎的問題，所以只要黏結(jié)劑分散均勻，便不存在單晶從極片脫落的問題,；(e)雖然也是二次團聚體,，但是單晶很大，單晶和單晶之間接觸并不是很緊密,，從其對應(yīng)極片(f)可以看出,，顆粒和顆粒之間的空隙很少,，如果使用高速混合機來制備漿料,，效果會更好,。

圖中(a),、(c),、(e)三種形貌的材料對應(yīng)的壓實密度結(jié)果對應(yīng)(g)中的a,、c,、e。從圖中可以看出,，(a)形貌的材料壓實密度最低,，但和(c)的壓實密度相差不多，(e)的壓實密度比(a)和(c)的高很多,，已經(jīng)達(dá)到3.9g·cm-3,。

不同形貌三元材料及其極片SEM圖、壓實密度對比

2,、優(yōu)化粒度分布

D50接近的材料，若D10,、D90,、Dmin、Dmax有差別,，也會造成壓實密度不同,。粒度分布太窄或粒度分布太寬都會使材料壓實密度降低。對于粒度分布的影響,，有的電池廠家會對正極材料生產(chǎn)商提出要求,，而有的電池廠家則通過混合不同粒度分布的產(chǎn)品來達(dá)到提高壓實密度的目的，如圖所示,。