如何降低锂电池制备时粘结剂的上浮

粘结剂上浮的出现主要是由于烘干条件造成的。烘干条件主要有烘干方式(电加热、红外加热还是蒸汽加热)，烘干温度(温度选择)，烘箱的设置(几节烘箱)，温度的坡度等。

中国电子科技集团公司刘萍等对某种正极浆料的烘干方式进行了研究，烘干温度和烘箱设置对极片剥离强度的影响结果如图所示：

正极极片不同温度区间剥离强度对比图

图中，Z轴为剥离强度值，X轴为温度区间的分布，Y轴为区间温度的设置。在这里X轴中的2/2代表烘干段由四节烘箱组成，其中每两节的烘箱温度设置一样。

同样，3/1代表三节烘箱温度设置一样，另外一节烘箱温度设置不同。从图中可以明显的看出，无论哪种区间分布，剥离强度曲线均呈相同趋势分布，含有150℃的温度区间其剥离强度相对较高，2-2区间设置下的剥离强度均明显高于1-3和3-1区间。

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在相同的烘箱温度区间设置下，例如2-2，可以看到90℃-150℃的温度设置下极片剥离强度最大，120℃-150℃的温度区间设置下剥离强度最低，这说明在120℃的烘干温度下，粘结剂的迁移对粘结剂的粘结性有较大的影响。

以上例子说明了一种在涂布工序中烘干段的温度选取及温区设置的一种方法可以供大家参考。随着对涂布效率要求的提高，涂布速度从最初的十几米每秒到现在的七八十米每秒，温度的选择和温区控制越来越重要。

为了防止粘结剂在烘干过程中的上浮问题，温区的控制会选择三段或四段甚至多段式温度梯度分布，一般是低温以防止喷涂完的极片进入高温区后出现烘干过快造成的缺陷，中断是高温区间，在这个区间，PVDF的结晶度高，具有较好的粘结力，对于制成的电池内阻和循环性能有积极作用。

第三段再将温度降为较低温度，以防止过高的温度突然遇冷后出现收缩现象，出现涂布缺陷。由于各个公司采用的活物质和PVDF材料不同，需要单独进行实验以确定最佳的烘干温度和温区设定条件。

条件的选择需要同时满足锂离子电池的性能和生产效率，不能为了提高效率而忽略电池品质也不能一味追求性能的完美而降低生产效率增加生产成本，采用多梯度温度设置的烘干方式，可以有效降低PVDF粘结剂的上浮造成粘结剂分布不均的程度，同时也可以保证极片的生产效率。