鋰離子電池漿料是由活性物質(zhì)(正負(fù)極材料)、黏結(jié)劑、導(dǎo)電劑等,通過攪拌的方式均勻分散于溶劑中制備而成的。粘度是影響鋰離子電池漿料的重要因素之一,它不但影響漿料的流動性能,而且黏度的一致性和高低同樣會影響后序涂布的均勻性和涂布效率。粘度過高或過低都是不利于極片涂布的,粘度高的漿料不容易沉淀且分散性會好一點(diǎn),但是過高的粘度不利于流平效果,不利于涂布;粘度過低也是不好的,粘度低時雖然漿料流動性好,但干燥困難,降低了涂布的干燥效率,還會發(fā)生涂層龜裂、漿料顆粒團(tuán)聚、面密度一致性不好等問題。
電池漿料粘度范圍2000-10000mPa.s,是參考指標(biāo),主要根據(jù)兩點(diǎn)確定:
1 漿料沉降情況;
2 實(shí)際涂布效果,不同涂布機(jī)可能有不同的粘度范圍,當(dāng)然活性物質(zhì)類型、粘結(jié)劑體系也會有影響。
電極漿料需要具有穩(wěn)定且恰當(dāng)?shù)恼扯龋@是電池生產(chǎn)過程中保證電池一致性的一個重要指標(biāo)。隨著合漿結(jié)束,攪拌停止,漿料會出現(xiàn)沉降、絮凝聚并等現(xiàn)象,產(chǎn)生大顆粒,這會對后續(xù)的涂布等工序造成較大的影響。表征漿料穩(wěn)定性的主要參數(shù)有流動性、粘度、固含量、密度等。目前主要說明和討論漿料的粘度的相關(guān)檢測方法及配置及一般漿料的粘度范圍。
不同的漿料體系具有不同的粘度變化規(guī)律,目前主流的漿料體系是正極漿料PVDF/NMP油性體系,負(fù)極漿料是石墨/CMC/SBR水性體系。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)來說,正極油性為4000-5500cP,負(fù)極水性2500到4000cP是一個對于穩(wěn)定性及涂布效果的一個比較佳的范圍。那么對于這種漿料的粘度計應(yīng)該如何選擇及如何測量呢?
電極漿料是一種是由多種不同比重、不同粒度的原料組成,又是固-液相混合分散,形成的漿料屬于非牛頓流體。非牛頓液體的粘度除了與溫度有關(guān)外,還與剪切速率、時間有關(guān),并有剪切變稀或剪切變稠的變化。對于電池漿料粘度范圍2000-10000mPa.s,一般目前鋰電新能源行業(yè)業(yè)界有2種的常見的配置及參數(shù)設(shè)置:
轉(zhuǎn)子選擇1: 3號轉(zhuǎn)子,10rpm, 測量時間 90s, 恒溫25.0±0.5°C
扭矩:一般在30-90%
轉(zhuǎn)子選擇2: 5號轉(zhuǎn)子,30rpm, 測量時間 60s, 恒溫25.0±0.5°C
扭矩:一般在30-90%
(備注:因?yàn)檎扯仁窍鄬χ导胺桥nD流體,必須上下游比較數(shù)據(jù)及內(nèi)部監(jiān)控,必須統(tǒng)一機(jī)型及測試條件,否則結(jié)果的參考價值不高。)
BROOKFIELD粘度計/流變儀使用方便、靈活性大、質(zhì)量穩(wěn)定可靠、度高以及完善的售后服務(wù),使BROOKFIELD粘度計/流變儀得到了*廣大用戶的喜愛和擁護(hù)。所有BROOKFIELD粘度計的度都在使用范圍內(nèi)的±1.0%,重現(xiàn)性為±0.2%。對于DV-1M 以上的機(jī)型都是連續(xù)感應(yīng)的,只要使用相同機(jī)型和相同測試方法,無論在世界什么地方,都可以得到一樣的結(jié)果。
*,當(dāng)制備電芯的正負(fù)極漿料的粘度由于種種原因造成低于1000cP時,會對極片的面密度造成很大的影響,而且還會影響其制成的電池的性能,如果粘度在小于500cP,正負(fù)極漿料將會報廢。而正負(fù)極材料價格昂貴,一旦報廢,給企業(yè)造成損失難以估量。其中美國BROOKFIELD DV-2T 作為受歡迎的多功能觸摸屏連續(xù)感應(yīng)的粘度計,通過Rheocalc 32 控制分析軟件測量時間與粘度的變化曲線,長時間監(jiān)控粘度變化的實(shí)驗(yàn)可直接表征漿料的長期穩(wěn)定性,另外在鋰離子電池漿料制備的整個過程中實(shí)時監(jiān)控漿料粘度的變化,出現(xiàn)異常及時調(diào)整配方及操作條件,檢查環(huán)境及原料品質(zhì)的變化,為鋰電池行業(yè)的漿料穩(wěn)定性測試及節(jié)約生產(chǎn)成本,保證良品率保駕護(hù)航。
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