中國粉體網訊 負極材料在輥壓制片過程中,,經常會遇到黏輥問題,。負極材料黏輥,,不僅會浪費工時,、影響工作效率,,而且可能造成極片無法使用,,帶來經濟損失。所以,,分析負極黏輥原因,,弄清楚問題所在,對于鋰電池生產制造非常重要。研究人員在實踐中對負極材料黏輥原因進行總結分析,,主要包括八個方面,,下面我們來了解一下。
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第一,,輥壓機輥軸表面沒有清理干凈,。因設備不用時輥軸表面涂有保護層,使用時需要清理,,負極極片輥壓時輥軸表面不清潔極易出現黏輥,。有些鋰電池企業(yè)因為正(油系)負(水系)極不同體系、材料容易相互污染,。從配料到分切一般都是相互隔離并且單獨使用設備,,但是也存在正負極片共用一臺輥壓機的特殊情況,甚至涂布機也是正負極片共用的情況,,頻繁更換正負極片存在交叉污染,,易出現黏輥的情況。
第二,,負極片沒有烤干。涂布時烤箱溫度不夠或走速太快,,極片沒有達到烘干的標準,。極片在輥壓時,負極片仍然含有一定的水分,,黏結劑不能充分發(fā)揮黏合各種物質的能力,,負極石墨、銅箔,、黏結劑之間的黏合力小,,極片輥壓變形的過程中很容易出現黏輥�,?梢匀∫粔K極片稱重然后再放入烘箱內,,極片經過一段時間烘烤再稱重,根據重量的相差程度可以判定是否是涂布時極片烘干問題,。
第三,,烤箱溫度太高,負極片烘得太干,。如果烘烤溫度過高,,溶劑蒸發(fā)過快,黏結劑揮發(fā)帶到極片表面,,形成從箔片到極片表面黏結劑濃度呈階梯性增大的極片微型結構,,輥壓時表面負極黏合力大于箔片與負極材料的黏合力,容易出現黏輥現象,,導致因為黏輥脫落的顆粒掉落在極片上,。如果輥壓時出現極片線狀黏料,,需要檢查一下涂布機的極片烘箱,有可能固定風嘴有螺絲沒有上或者沒擰緊,。涂布時烘烤箱抽風頻率不同的設置,,會影響極片上溶劑的蒸發(fā)速率以及黏結劑的分布,同樣會對極片輥壓產生影響,。
第四,,漿料中黏結劑含量偏少,導致活性物質之間黏結力不足,,與箔片接結合力不足,。一般石墨負極選用SBR和CMC兩者協(xié)同作為黏結劑,CMC為增稠劑,,SBR為黏結劑,。當CMC和SBR的含量偏少時,負極石墨和炭黑的在漿料中不能分散均勻而出現團聚,,SBR也就不能均勻地覆蓋在石墨顆粒的表面,,造成極片的石墨顆粒之間、石墨顆粒與箔片的結合力都很差,。當輥壓時,,石墨顆粒有立刻脫離黏到其他物體上的趨勢。使用水性負極漿料可以考慮CMC和SBR的比例,,太少會黏不好,。
第五,配料工藝中SBR配比量不合適,,極片輥壓時出現黏輥,。鋰電用SBR是一種丁苯膠乳水性黏結劑,是由苯乙烯和丁二烯單體以水為介質加入乳化劑引發(fā)劑等經過乳液聚合共聚生成,,為固含量50%左右的水乳液,。SBR是一種親水性和親油性共存的物質。水性基團與箔材表面基團結合形成黏結力,,油性鏈段與負極石墨相結合形成黏結力,,從而達到黏結的效果。如果在制漿時出現SBR飄藍上浮情況,,涂布后會使SBR的濃度分布不均,,活性物質與箔材之間的黏結性變差,輥壓時就容易黏輥,。
第六,,負極材料種類影響。與天然石墨相比,人造石墨顆粒表面更粗糙,、更多尖刺倒角形貌結構更不規(guī)整,,潤濕難度更大。人造石墨未完全分散時,,更易出現團聚體,,該團聚體為膠質,能過篩,,涂出的極片團聚體區(qū)域更密實,,輥壓時易過壓形成點狀黏輥掉料。
第七,,配料工藝,。人造石墨分散難度大,常規(guī)濕法工藝制漿時,,長時間高速攪拌易打斷CMC分子鏈,,出現分散效果不佳的問題,此時單純提高線速度和提高CMC比例往往效果不佳,。
第八,,人造石墨負極配料時,CMC與SBR都作為添加劑以保證漿料的穩(wěn)定性和涂布性能,。不同的CMC同樣可以影響極片的微型結構,,在輥壓時出現黏輥。因為CMC中不溶物會與石墨的小顆粒,、Super-P形成顆粒團聚體,導致漿料不容易過篩,,篩網出現多次堵塞以及涂布劃痕和輥壓黏輥等問題,。
以上是對負極黏輥原因的介紹,希望能給讀者帶來參考價值,�,?傊摌O黏輥往往是由多種因素造成,,需要針對實際情況從多個角度審查,、辨析,具體問題具體對待,,才能更好的解決負極黏輥問題,。
參考來源:
1、孫仲振.人造石墨黏輥研究
2,、張硯秋.雙模板炭的制備及其超級電容器特性
3,、孫仲振.SBR在鋰離子電池中的影響
(中國粉體網編輯整理/文正)
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