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【九游会平台电池资讯】锂电池配料基础教程

发布者:【九游会平台电池资讯】   发布时间:2020-08-13 10:08:04   点击率:182

锂电池配料基础教程

?一、 电极的组成:
1、 正极组成:
a、 钴酸锂:正极活性物质,锂离子源,为电池进步锂源。
b、 导电剂:进步正极片的导电性,补偿正极活性物质的电子导电性。
进步正极片的电解液的吸液量,添加反响界面,削减极化。
c、 PVDF粘合剂:将钴酸锂、导电剂和铝箔或铝网粘合在一起。
d、 正极引线:由铝箔或铝带制成。
2、 负极组成:
a、 石墨:负极活性物质,构成负极反响的主要物质;主要分为天然石墨和人工?
石墨两大类。
b、 导电剂:进步负极片的导电性,补偿负极活性物质的电子导电性。
进步反响深度及运用率。
防止枝晶的发生。
运用导电资料的吸液才能,进步反响界面,削减极化。
(可根据石墨粒度散布挑选加或不加)。
c、 添加剂:下降不行逆反响,进步粘附力,进步浆料黏度,防止浆料沉积。
d、 水性粘合剂:将石墨、导电剂、添加剂和铜箔或铜网粘合在一起。
e、 负极引线:由铜箔或镍带制成。
二、 配料目的:
配料进程实际上是将浆料中的各种组成按规范份额混合在一起,调制成浆料,以利于均匀涂布,保证极片的一致性。配料大致包括五个进程,即:质料的预处理、掺和、浸湿、涣散和絮凝。
三、 配料原理:
(一) 、正极配料原理
1、 质料的理化功能。
(1) 钴酸锂:非极性物质,不规则形状,粒径D50一般为6-8 μm,含水量≤0.2%,一般为碱性,PH值为10-11左右。
锰酸锂:非极性物质,不规则形状,粒径D50一般为5-7 μm,含水量≤0.2%,一般为弱碱性,PH值为8左右。
(2) 导电剂:非极性物质,葡萄链状物,含水量3-6%,吸油值~300,粒径一般为 2-5 μm;主要有一般碳黑、超导碳黑、石墨乳等,在大批量应用时一般挑选超导碳黑和石墨乳复配;一般为中性。
(3) PVDF粘合剂:非极性物质,链状物,分子量从300,000到3,000,000不等;吸水后分子量下降,粘性变差。
(4) NMP:弱极性液体,用来溶解/溶胀PVDF,同时用来稀释浆料。
2、 质料的预处理
(1) 钴酸锂:脱水。一般用120 oC常压烘烤2小时左右。
(2) 导电剂:脱水。一般用200 oC常压烘烤2小时左右。
(3) 粘合剂:脱水。一般用120-140 oC常压烘烤2小时左右,烘烤温度视分子量的大小决定。
(4) NMP:脱水。运用枯燥分子筛脱水或选用特别取料设施,直接运用。
3、 质料的掺和:
(1) 粘合剂的溶解(按规范浓度)及热处理。
(2) 钴酸锂和导电剂球磨:使粉料初步混合,钴酸锂和导电剂粘合在一起,进步聚会作用和的导电性。配成浆料后不会单独散布于粘合剂中,球磨时刻一般为2小时左右;为防止混入杂质,一般运用玛瑙球作为球磨介子。
4、 干粉的涣散、浸湿:
(1) 原理:固体粉末放置在空气中,跟着时刻的推移,将会吸附部分空气在固体的外表上,液体粘合剂参加后,液体与气体开端争夺固体外表;如果固体与气体吸附力比与液体的吸附力强,液体不能浸湿固体;如果固体与液体吸附力比与气体的吸附力强,液体能够浸湿固体,将气体挤出。
当潮湿角≤90度,固体浸湿。
当潮湿角>90度,固体不浸湿。
正极资料中的所有组员都能被粘合剂溶液浸湿,所以正极粉料涣散相对简单。
(2) 涣散办法对涣散的影响:
A、 静置法(时刻长,作用差,但不损害资料的原有结构);
B、 拌和法;自转或自转加公转(时刻短,作用佳,但有可能损害个别?
资料的本身结构)。
1、拌和桨对涣散速度的影响。拌和桨大致包括蛇形、蝶形、球形、桨形、齿轮形等。一般蛇形、蝶形、桨型拌和桨用来对付涣散难度大的资料或配料的初始阶段;球形、齿轮形用于涣散难度较低的状态,作用佳。
2、拌和速度对涣散速度的影响。一般说来拌和速度越高,涣散速度越快,但对资料本身结构和对设备的损害就越大。
3、浓度对涣散速度的影响。一般情况下浆料浓度越小,涣散速度越快,但太稀将导致资料的浪费和浆料沉积的加重。
4、浓度对粘结强度的影响。浓度越大,柔制强度越大,粘接强度
越大;浓度越低,粘接强度越小。
5、真空度对涣散速度的影响。高真空度有利于资料缝隙和外表的气体排出,下降液体吸附难度;资料在完全失重或重力减小的情况下涣散均匀的难度将大大下降。
6、温度对涣散速度的影响。适合的温度下,浆料流动性好、易涣散。太热浆料简单结皮,太冷浆料的流动性将大打折扣。
5、 稀释。将浆料调整为适宜的浓度,便于涂布。
(二)、负极配料原理(大致与正极配料原理相同)
1、 质料的理化功能。
(1) 石墨:非极性物质,易被非极性物质污染,易在非极性物质中涣散;不易吸水,也不易在水中涣散。被污染的石墨,在水中涣散后,简单从头聚会。一般粒径D50为20μm左右。颗粒形状多样且多不规则,主要有球形、片状、纤维状等。
(2) 水性粘合剂(SBR):小分子线性链状乳液,极易溶于水和极性溶剂。
(3) 防沉积剂(CMC):高分子化合物,易溶于水和极性溶剂。
(4) 异丙醇:弱极性物质,参加后可减小粘合剂溶液的极性,进步石墨和粘合剂溶液的相容性;具有激烈的消泡作用;易催化粘合剂网状交链,进步粘结强度。
乙醇:弱极性物质,参加后可减小粘合剂溶液的极性,进步石墨和粘合剂溶液的相容性;具有激烈的消泡作用;易催化粘合剂线性交链,进步粘结强度(异丙醇和乙醇的作用从本质上讲是一样的,大批量生产时可考虑本钱要素然后挑选添加哪种)。
(5)去离子水(或蒸馏水):稀释剂,酌量添加,改变浆料的流动性。
2、 质料的预处理:
(1) 石墨:A、混合,使质料均匀化,进步一致性。B、300~400℃常压烘烤,除掉外表油性物质,进步与水性粘合剂的相容才能,修圆石墨外表棱角(有些资料为坚持外表特性,不答应烘烤,否则效能下降)。
(2) 水性粘合剂:恰当稀释,进步涣散才能。
3、 掺和、浸湿和涣散:
(1) 石墨与粘合剂溶液极性不同,不易涣散。
(2) 可先用醇水溶液将石墨初步潮湿,再与粘合剂溶液混合。
(3) 应恰当下降拌和浓度,进步涣散性。
(4) 涣散进程为削减极性物与非极性物间隔,进步势能或外表能,所认为吸热反响,拌和时总体温度有所下降。如条件答应应该恰当升高拌和温度,使吸热变得简单,同时进步流动性,下降涣散难度。
(5) 拌和进程如参加真空脱气进程,排除气体,促进固-液吸附,作用更佳。
(6) 涣散原理、涣散办法同正极配料中的相关内容,在三、(一)、4中有具体论说,在此不予具体解说。
4、 稀释。将浆料调整为适宜的浓度,便于涂布。
四、 配料注意事项:
1、 防止混入其它杂质;
2、 防止浆料飞溅;
3、 浆料的浓度(固含量)应从高往低逐渐调整,以免添加费事;
4、 在拌和的间歇进程中要注意刮边和刮底,保证涣散均匀;
5、 浆料不宜长时刻放置,以免沉积或均匀性下降;
6、 需烘烤的物料有必要密封冷却之后方能够参加,以免组分资料性质改变;
7、 拌和时刻的长短以设备功能、资料参加量为主;拌和桨的运用以浆料涣散难度进行更换,无法更换的可将转速由慢到快进行调整,以免损害设备;
8、 出料前对浆料进行过筛,除掉大颗粒以防涂布时造成断带;
9、 对配料人员要加强训练,保证其把握专业知识,以免变成大祸;
10、 配料的关键在于涣散均匀,把握该中心,其它方法可自行调整。


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