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負(fù)極漿料(以石墨為例)的制備

負(fù)極漿料(以石墨為例)的制備
儒特  2023-09-22  |  閱讀:1217

負(fù)極漿料的制備大致與正極制漿的步驟相同,。

(1)原料的物理性能

a.石墨:非極性物質(zhì),,易被非極性物質(zhì)污染,,易在非極性物質(zhì)中分散;不易吸水,,也不易在水中分散,。被污染的石墨,在水中分散后,,容易重新團(tuán)聚,。一般粒徑D50為20μm左右。顆粒形狀多樣且多不規(guī)則,,主要有球形,、片狀、纖維狀等,。

b.水性粘合劑(SBR):小分子線性鏈狀乳液,,極易溶于水和極性溶劑。

c.防沉淀劑(CMC):高分子化合物,,易溶于水和極性溶劑,。

d.異丙醇:弱極性物質(zhì),加入后可減小粘合劑溶液的極性,,提高石墨和粘合劑溶液的相容性,;具有強(qiáng)烈的消泡作用;易催化粘合劑網(wǎng)狀交鏈,,提高粘結(jié)強(qiáng)度,。乙醇:弱極性物質(zhì),加入后可減小粘合劑溶液的極性,提高石墨和粘合劑溶液的相容性,;具有強(qiáng)烈的消泡作用,;易催化粘合劑線性交鏈,提高粘結(jié)強(qiáng)度,。

e.去離子水(或蒸餾水):稀釋劑,,酌量添加,改變漿料的流動性,。

(2)原料的預(yù)處理

a.石墨:經(jīng)過混合,,使原料均勻化,提高一致性,,然后在300~400℃常壓烘烤,,除去表面油性物質(zhì),提高與水性粘合劑的相容能力,,修圓石墨表面棱角(有些材料為保持表面特性,,不允許烘烤,否則效能降低),。

b.水性粘合劑:適當(dāng)稀釋,,提高分散能力。

(3)摻和,、浸濕和分散

a.石墨與粘合劑溶液極性不同,,不易分散。

b.可先用醇水溶液將石墨初步潤濕,,再與粘合劑溶液混合,。

c.應(yīng)適當(dāng)降低攪拌濃度,提高分散性,。

d.分散過程為減少極性物與非極性物距離,,提高勢能或表面能,所以為吸熱反應(yīng),,攪拌時(shí)總體溫度有所下降,。如條件允許應(yīng)該適當(dāng)升高攪拌溫度,使吸熱變得容易,,同時(shí)提高流動性,,降低分散難度。

e.攪拌過程如加入真空脫氣過程,,排除氣體,促進(jìn)固-液吸附,,效果更佳,。

(4)稀釋

加入溶劑將漿料調(diào)整為合適的濃度,便于涂布,。

1.3.3,,傳統(tǒng)分散工藝面臨的問題
(1)根據(jù)傳統(tǒng)工藝中的葉輪剪切/循環(huán)特性,,可以把葉輪的作用分為兩大類,第一類是對葉輪附近產(chǎn)生的剪切作用,;第二類則是通過葉輪泵出的流量產(chǎn)生循環(huán)作用,。漿體的進(jìn)一步分散作用主要依靠葉輪的剪切作用,而葉輪的流量決定了葉輪的分散的能力,。而在離葉輪端部較遠(yuǎn)的區(qū)域,,總會存在一層漿料始終停滯不動,這個(gè)區(qū)域也就是人們常說的“死區(qū)”,,分散設(shè)備的工作區(qū)域越大,,而且漿料黏度越高,“死區(qū)”的問題就越突出,,就算采用不同的葉輪和結(jié)構(gòu),,死區(qū)仍然難以避免,因此在鋰離子電池漿料的制備過程中,,所制得的漿料產(chǎn)品就會出現(xiàn)混合分散不均勻,、粉體顆粒與粘合劑接觸不均勻、易分層和發(fā)生硬性沉淀等一系列問題,。

(2)在操作過程中雙行星攪拌也會遇到諸多問題:

1.批次分散工藝,,混合分散時(shí)間長,能量消耗大,。

2.電極粉末材料由行星攪拌器頂部加入,,粉塵容易飛揚(yáng)、漂浮,。更重要的是粉末與液相混合極易發(fā)生團(tuán)聚,。

3.物料易殘留于行星攪拌器的罐蓋、罐壁及攪拌槳上,,清洗操作困難,。

4.空氣易存留于分散混合罐,氣泡的產(chǎn)生影響分散效果,。

5.批次工藝致使量產(chǎn)受到限制,,生產(chǎn)線占地面的大,維護(hù)成本高,。

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