有关锂离子电池配料详解

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，构成负极反响的重要物质；重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选择加或不加）。

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6-8μm，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5-7μm，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2-5μm；重要有一般碳黑、超导碳黑、石墨乳等，在大批量应用时一般选择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120oC常压烘烤2小时左右。

（2）导电剂：脱水。一般用200oC常压烘烤2小时左右。

（3）粘合剂：脱水。一般用120-140oC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，进步聚会用途和的导电性。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；假如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；假如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，用途差，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，用途佳，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，用途佳。

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，重要有球形、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；具有激烈的消泡用途；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；具有激烈的消泡用途；易催化粘合剂线性交链，进步粘结强度（异丙醇和乙醇的用途从本质上讲是相同的，大批量生产时可考虑本钱要素然后选择添加哪种）。

（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，用途更佳。

（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。