@锂离子电池的原理动态图、配方和工艺流程、具体制作参数全解( 三 )
1) 粘合剂的溶解(按标准浓度)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 , 提高团聚作用和的导电性 。配成浆料后不会单独分布于粘合剂中 , 球磨时间一般为2h左右;为避免混入杂质 , 通常使用玛瑙球作为球磨介子 。
2.1.4 干粉的分散、浸湿:
原理:固体粉末放置在空气中 , 随着时间的推移 , 将会吸附部分空气在固体的表面上 , 液体粘合剂加入后 , 液体与气体开始争夺固体表面;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 , 液体可以浸湿固体 , 将气体挤出 。
当润湿角≤90° , 固体浸湿 。当润湿角>90° , 固体不浸湿 。
正极材料中的所有组员都能被粘合剂溶液浸湿 , 所以正极粉料分散相对容易 。
分散方法对分散的影响:
1)静置法(时间长 , 效果差 , 但不损伤材料的原有结构);
2)搅拌法:自转或自转加公转(时间短 , 效果佳 , 但有可能损伤个别材料的自身结构) 。
搅拌桨对分散速度的影响:搅拌桨大致包括蛇形、蝶形、球形、桨形、齿轮形等 。一般蛇形、蝶形、桨型搅拌桨用来对付分散难度大的材料或配料的初始阶段;球形、齿轮形用于分散难度较低的状态 , 效果佳 。
搅拌速度对分散速度的影响 。一般说来搅拌速度越高 , 分散速度越快 , 但对材料自身结构和对设备的损伤就越大 。
浓度对分散速度的影响 。通常情况下浆料浓度越小 , 分散速度越快 , 但太稀将导致材料的浪费和浆料沉淀的加重 。
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 。
真空度对分散速度的影响 。高真空度有利于材料缝隙和表面的气体排出 , 降低液体吸附难度;材料在完全失重或重力减小的情况下分散均匀的难度将大大降低 。
温度对分散速度的影响 。适宜的温度下 , 浆料流动性好、易分散 。太热浆料容易结皮 , 太冷浆料的流动性将大打折扣 。
稀释:将浆料调整为合适的浓度 , 便于涂布 。
2.1.5操作步骤
a) 将NMP倒入动力混合机(100L)至80°C , 称取PVDF加入其中 , 开机;参数设置:转速25±2r/min , 搅拌115-125min;
b) 接通冷却系统 , 将已经磨号的正极干料平均分四次加入 , 每次间隔28-32min , 第三次加料视材料需要添加NMP , 第四次加料后加入NMP;动力混合机参数设置:转速为20±2r/min
c) 第四次加料30±2min后进行高速搅拌 , 时间为480±10min;动力混合机参数设置:公转为30±2r/min , 自转为25±2r/min;
d) 真空混合:将动力混合机接上真空 , 保持真空度为-0.09Mpa , 搅拌30±2min;动力混合机参数设置:公转为10±2min , 自转为8±2r/min
e) 取250-300ml浆料 , 使用黏度计测量黏度;测试条件:转子号5 , 转速12或30rpm , 温度范围25°C;
f) 将正极料从动力混合机中取出进行胶体磨、过筛 , 同时在不锈钢盆上贴上标识 , 与拉浆设备操作员交接后可流入拉浆作业工序 。
2.1.6注意事项
a) 完成 , 清理机器设备及工作环境;
b) 操作机器时 , 需注意安全 , 避免砸伤头部 。
2.2 负极混料
2.2.1原料的预处理:
1) 石墨:
A、混合 , 使原料均匀化 , 提高一致性 。
B、300~400°C常压烘烤 , 除去表面油性物质 , 提高与水性粘合剂的相容能力 , 修圆石墨表面棱角(有些材料为保持表面特性 , 不允许烘烤 , 否则效能降低) 。
2) 水性粘合剂:适当稀释 , 提高分散能力 。
2.2.2 掺和、浸湿和分散:
1) 石墨与粘合剂溶液极性不同 , 不易分散 。
2) 可先用醇水溶液将石墨初步润湿 , 再与粘合剂溶液混合 。
3) 应适当降低搅拌浓度 , 提高分散性 。
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