配料基础知识PPT.pptVIP

* 配料基础知识 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，为电池提高锂源。b、?导电剂：提高正极片的导电性，补偿正极活性物质的电子导电性。提高正极片的电解液的吸液量，增加反应界面，减少极化。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，构成负极反应的主要物 质；主要分为天然石墨和人造?石墨两大类。b、?导电剂：提高负极片的导电性，补偿负极活性 物质的电子导电性。提高反应深度及利用率。 防止枝晶的产生。 利用导电材料的吸液能力，提高反应界面，减少 极化。（可根据石墨粒度分布选择加或不加）。c、?添加剂：降低不可逆反应，提高粘附力，提高浆料黏度，防止浆料沉淀。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.配料的目的 配料过程实际上是将浆料中的各种组成按标准比例混合在一起，调制成浆料，以利于均匀涂布，保证极片的一致性。配料大致包括五个过程，即：原料的预处理、掺和、浸湿、分散和絮凝。 三.配料的原理 （一）?、正极配料原理1、?原料的理化性能。（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%，通常为碱性，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%，通常为弱碱性，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；主要有普通碳黑、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；通常为中性。（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。 4、 干粉的分散、浸湿： （1） 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度，固体浸湿。 当润湿角＞90度，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。 （2） 分散方法对分散的影响： A、 静置法（时间长，效果差，但不损伤材料的原有结构）； B、 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）。 1、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。 2、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。 3、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。 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。 6、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。 5、 稀释。将浆料调整为合适的浓度，便于涂布。 （二）、负极配料原理（大致与正极配料原理相同） 1、 原料的理化性能。 （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，容易重新团聚。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） 防沉淀剂（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，加入后可减小粘合剂溶液的极性，提高石墨和粘合剂溶液的相容性；具有强烈的消泡作用；易催化粘合剂网状交链，提高粘结强度。 乙醇：弱极性物质，加入后可减小粘合剂溶液的极性，提高石墨和粘合剂溶液的相容性；具有强烈的消泡作用；易催化粘合剂线性交链，提高粘结强度（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成本因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