锂电池配料基础知识详细介绍
锂电池原材料是什么

锂电池原材料是什么锂电池是一种利用锂离子在正负极之间移动来存储和释放电能的电池。
锂电池的原材料主要包括正极材料、负极材料、电解质和隔膜。
下面我们将分别介绍这些原材料的具体情况。
首先,正极材料是锂电池中的重要组成部分,它直接影响着锂电池的性能。
目前常用的正极材料主要有三种,分别是钴酸锂、锰酸锂和磷酸铁锂。
钴酸锂的能量密度高,但价格昂贵;锰酸锂的价格相对较低,但能量密度较低;磷酸铁锂的安全性好,但能量密度也相对较低。
因此,在实际应用中,选择正极材料需要综合考虑成本、能量密度和安全性等因素。
其次,负极材料也是锂电池的重要组成部分。
常用的负极材料主要有石墨和硅。
石墨是目前应用最广泛的负极材料,价格低廉且循环性能稳定,但能量密度相对较低;硅具有更高的比容量和能量密度,但价格较高且循环性能不稳定。
因此,在材料选择上需要权衡成本和性能。
除了正负极材料,电解质也是锂电池中不可或缺的原材料之一。
电解质通常是由锂盐和有机溶剂混合而成,其作用是提供离子传输的通道。
常用的电解质有液态电解质和固态电解质两种。
液态电解质传导性好,但安全性较差;固态电解质安全性更高,但传导性相对较差。
随着固态电解质技术的不断进步,其在锂电池中的应用前景广阔。
最后,隔膜也是锂电池中不可或缺的原材料之一。
隔膜的作用是隔离正负极,防止短路并促进离子传输。
隔膜通常由聚丙烯或聚乙烯等材料制成,具有良好的隔离性能和机械强度。
总的来说,锂电池的原材料包括正极材料、负极材料、电解质和隔膜。
在选择原材料时,需要综合考虑成本、能量密度、安全性和循环性能等因素。
随着技术的不断进步,相信锂电池的原材料将会不断得到优化和改进,为电池行业的发展带来新的机遇和挑战。
三元锂电池成分

三元锂电池成分
三元锂电池的主要成分包括:正极材料、负极材料、电解液和隔膜。
1. 正极材料:三元锂电池的正极材料通常采用锂镍钴锰氧化物(LiNiCoMnO2,缩写NCM)或锂铁磷酸锂(LiFePO4,缩写LFP)。
这些材料具有高容量、高耐久性和较高的放电平台电压。
2. 负极材料:三元锂电池的负极材料是石墨或石墨化碳,用于吸收和释放锂离子。
负极材料通常涂覆在铜箔或铝箔上作为电极。
3. 电解液:三元锂电池中使用的电解液是一种离子导体,通常是由有机溶剂(例如碳酸酯、碳酸酰胺等)和锂盐(例如六氟磷酸锂、三氟甲磺酸锂等)组成的溶液。
电解液负责在正负极之间传导锂离子,并维持电池的正常工作。
4. 隔膜:隔膜在正负极之间起到隔离的作用,防止正负极短路,并允许锂离子从正极向负极传输。
隔膜通常由聚合物材料制成,如聚丙烯或聚乙烯。
除了上述主要成分外,三元锂电池还包括电池壳体、连接器和绝缘材料等辅助部件。
这些成分共同构成了三元锂电池的基本结构。
锂电池组成成分

锂电池组成成分
锂电池是一种常见的可充电电池,由多种成分组成。
本文将以锂电池的成分为标题,逐一介绍其组成及作用。
一、正极材料
锂电池的正极材料通常采用锂化合物,如锂铁磷酸铁锂(LiFePO4)、锂镍锰钴酸锂(LiNiMnCoO2)等。
正极材料是锂电池中的能量储存部分,其主要功能是储存和释放锂离子。
二、负极材料
锂电池的负极材料通常采用石墨,即碳材料。
石墨具有良好的导电性和可逆嵌入/脱嵌锂离子的特性,因此适用于作为锂电池的负极材料。
负极材料的作用是在充放电过程中嵌入/脱嵌锂离子。
三、电解液
锂电池的电解液是连接正负极的介质,通常由有机溶剂和锂盐组成。
电解液的主要功能是提供锂离子的传输通道,使其在正负极之间进行迁移。
四、隔膜
锂电池的隔膜是位于正负极之间的物理屏障,可以阻止正负极直接接触。
隔膜通常由聚丙烯或聚乙烯等材料制成,具有良好的离子传导性和电子绝缘性。
隔膜的作用是防止内部短路和电解液的混合。
五、集流体
锂电池的集流体是正负极与外部电路连接的部分,通常由导电材料制成。
集流体的作用是将正负极的电荷传导到外部电路中。
六、壳体
锂电池的壳体通常由金属或塑料材料制成,用于固定和保护电池内部的各个组件。
壳体的作用是提供机械支撑和防护,同时具备良好的导电性能。
锂电池的主要成分包括正极材料、负极材料、电解液、隔膜、集流体和壳体。
这些组成部分共同作用,实现了锂离子在充放电过程中的嵌入/脱嵌,从而实现电能的转化和储存。
锂电池具有体积小、重量轻、能量密度高等优点,广泛应用于移动电子设备、电动车辆等领域。
锂电池里面含什么材料

锂电池里面含什么材料
锂电池是一种常见的电池类型,它在如今的移动设备和电动车中得到了广泛的
应用。
那么,锂电池里面到底含有什么材料呢?让我们一起来探讨一下。
首先,锂电池的主要材料包括锂离子、正极材料、负极材料和电解质。
其中,
锂离子是锂电池的核心,它是通过正负极材料之间的往复运动来实现电荷和放电的。
正极材料通常是由锂钴酸锂、锂镍锰钴酸锂等化合物组成,而负极材料则是由石墨、石墨烯等材料构成。
电解质则是通过正负极材料之间的离子传递来完成电荷和放电的过程。
除了这些主要材料外,锂电池还包括一些辅助材料,如导电剂、粘结剂和隔膜等。
导电剂通常是用来增加正负极材料的导电性能,粘结剂则是用来固定正负极材料,而隔膜则是用来隔离正负极材料,防止短路和安全事故的发生。
总的来说,锂电池里面含有的材料涵盖了锂离子、正负极材料、电解质、导电剂、粘结剂和隔膜等多种成分。
这些材料共同作用,使得锂电池能够高效地存储和释放能量,从而满足各种移动设备和电动车的需求。
在实际的生产过程中,为了提高锂电池的性能和安全性,还会对这些材料进行
精细的调控和优化。
例如,通过改变正负极材料的结构和成分,可以提高锂电池的能量密度和循环寿命;通过优化电解质的配方和添加抑制剂,可以提高锂电池的安全性能;通过改进导电剂和粘结剂的性能,可以提高锂电池的导电性能和循环稳定性。
总的来说,锂电池里面含有多种材料,它们共同作用,使得锂电池能够成为一
种高效、可靠的能量存储设备。
随着科学技术的不断进步,相信锂电池的性能和安全性会不断得到提升,为人们的生活和工作带来更多便利和可能。
四大锂电池材料介绍

四大锂电池材料介绍锂电池是一种广泛应用于电子设备和电动车辆等领域的高能量密度、重量轻、环保的化学电源。
锂电池的性能主要取决于其材料,其中四大锂电池材料指的是正极材料、负极材料、电解液和隔膜。
下面将详细介绍这四大锂电池材料。
一、正极材料正极材料是锂电池中的重要组成部分,它承担着存储和释放锂离子的功能,直接影响锂电池的性能。
目前市场上主要使用的四种正极材料分别是钴酸锂、锰酸锂、三元材料和磷酸铁锂。
1.钴酸锂(LiCoO2):钴酸锂是最早被广泛应用于锂电池的正极材料,具有高能量密度和优良的循环寿命。
然而,钴酸锂材料昂贵且稀缺,且存在一定的热失控和安全性问题。
2.锰酸锂(LiMn2O4):锰酸锂是一种相对便宜且稳定安全的正极材料,具有高电压和优异的热稳定性。
但锰酸锂材料容量相对较低,循环寿命较钴酸锂差。
3.三元材料(LiNiMnCoO2):三元材料是由镍、锰、钴以及锂组成的复合材料,兼具了高容量和高循环寿命的特点,成为当前锂电池领域的主流正极材料。
4.磷酸铁锂(LiFePO4):磷酸铁锂具有很高的安全性、热稳定性和循环寿命,同时还有较高的放电平台电压和较低的内阻。
然而,其相对较低的能量密度限制了其在大功率应用领域的应用。
二、负极材料负极材料是锂电池中接受和释放锂离子的地方,也直接影响着锂电池的性能。
常用的负极材料主要有石墨、硅和锂钛酸三种。
1.石墨:石墨是目前广泛应用的负极材料,具有稳定的循环寿命和较高的放电平台电压。
然而,石墨材料容量相对较低,不能满足快速充放电需求。
2.硅:硅是一种有潜力的负极材料,其容量较石墨大约10倍。
但是,硅材料容量大幅度膨胀和收缩会导致电极结构破坏,影响循环寿命。
3.锂钛酸:锂钛酸是一种具有良好循环寿命和热稳定性的负极材料,基本消除了锂电池的过充和过放安全隐患。
然而,锂钛酸材料较石墨容量较低。
三、电解液电解液是锂电池中连接正负极材料的介质,能够促进离子间的传输。
通常,锂电池中的电解液是由有机溶剂和锂盐组成的。
锂电池成分

锂电池成分锂电池是当今世界上最重要的可再生能源和电池技术之一,其特点是体积小、密度高、内阻小、自放电率低、耐受多次充放电循环和耐高温,使其成为飞行器、汽车、无线电等多种应用领域的不可或缺的能源来源之一。
作为重要的电池技术,锂电池的组成成分也十分重要,操作起来更加安全可靠。
下面就锂电池的基本成分进行简要介绍。
首先,锂电池的最基本的成分是正极活性材料和负极活性材料,这两个材料具有不同的电化学特性,在充放电过程中发挥不同的作用。
通常,正极材料是锂金属或其化合物,如锂钒(Li4V)和锂钴(LiCoO2);负极材料通常是碳或石墨,由于其具有良好的电化学性能、质量密度高等特点,可以提高电池容量和能量密度。
此外,电池正负极材料常常需要一定比例的电解液,用来将电子流联系起来,从而将正极和负极产生电界,并使电池正常工作。
通常,锂电池使用的电解液主要有氢氧化钾溶液和氢氧化钴溶液,这些电解液具有良好的电导率和体积密度,可以提高电池的安全性和稳定性。
此外,当电池释放电力或者在充放电过程中产生热量时,需要引入一定比例的水来作为抗冒泡剂,防止电池因反应产生太多气泡损坏电池内部结构。
通常,电池中添加水的比例一般为1%-4%,具体比例取决于电池的设计和使用要求。
锂电池的组成成分还包括电池的外壳和电池的其他部件,如正极夹圈、内外管壳以及一些电子部件等。
外壳主要由塑料、金属和陶瓷等材料制成,用来围绕电池的其他部件,以保持电池的完整性和稳定性,以及保证电池安全性。
另外,还有一些电子部件,如控制器、防短路保险片等,可以有效控制电池的充放电,也有助于保护电池不受到损坏。
总之,锂电池的基本成分包括正极活性材料、负极活性材料、电解液、水以及电池的其他部件,每种部件都在电池正常运行中发挥不同的作用,使电池获得良好的性能和安全可靠性。
锂电池五大材料
锂电池五大材料锂电池是一种常见的电池类型,它采用锂金属或锂离子作为正极材料。
在锂电池的制造过程中,材料的选择对电池性能起着至关重要的作用。
在锂电池中,有五种主要的材料起着关键作用,它们是正极材料、负极材料、电解质、隔膜和电池包装材料。
本文将对这五大材料进行详细介绍。
首先,我们来看正极材料。
正极材料是锂电池中的重要组成部分,它直接影响着电池的能量密度和循环寿命。
目前常用的正极材料有钴酸锂、锰酸锂、三元材料(镍钴锰酸锂)等。
钴酸锂具有高能量密度和较好的循环寿命,但成本较高;锰酸锂则具有较低的成本和较好的安全性能,但能量密度较低;三元材料综合了钴酸锂、锰酸锂和钴酸镍的优点,成为当前锂电池中的主流正极材料。
其次,负极材料也是锂电池中不可或缺的一部分。
常见的负极材料有石墨、硅、碳纳米管等。
石墨是目前应用最广泛的负极材料,具有循环稳定性好、成本低廉等优点;而硅具有更高的比容量,但循环寿命较短,成本较高;碳纳米管则具有优异的导电性能和机械性能,但成本较高。
负极材料的选择需要综合考虑能量密度、循环寿命和成本等因素。
第三,电解质是锂电池中起着导电和离子传输作用的重要材料。
常用的电解质有有机电解质和固态电解质两种。
有机电解质具有导电性好、成本低廉等优点,但安全性较差;固态电解质具有较好的安全性能和循环寿命,但目前制备工艺复杂,成本较高。
随着技术的不断进步,固态电解质有望成为未来锂电池的发展方向。
隔膜是锂电池中用于隔离正负极的重要材料,它需要具有良好的电解质传导性和机械强度。
常用的隔膜材料有聚丙烯薄膜、聚酰亚胺薄膜等。
这些材料具有良好的隔离性能和机械强度,能够有效防止正负极短路,保证电池的安全性能。
最后,电池包装材料也是锂电池中不可忽视的一部分。
电池包装材料需要具有良好的密封性能和机械强度,以保证电池在使用过程中不泄漏和不变形。
常用的电池包装材料有铝箔、聚丙烯薄膜等。
这些材料能够有效保护电池内部结构,确保电池的安全性能和稳定性能。
锂离子电池材料详解电芯课件.ppt
电解液在存储时间足够长,温度足够高时都会变色,因为
反应产生的PF5和其它反应产物都有颜色。
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谢谢!
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电用了安全性差,二次锂电一般不加在电解液中,而是用LiPF6。
有机溶剂:由于锂电池的电压为3-4V,而水的分解电压为
1.23V,所以不能用水做溶剂;只能用分解电压高的,导电性较好的有 机溶剂,如:PC(碳酸丙烯脂)、EC(碳酸乙烯脂)、DEC(二乙烯 碳酸脂)、DMC(二甲基碳酸脂)、EMC(甲乙基碳酸脂)等。
是在热冲击性能方面,隔膜的收缩率和工艺设计余量影响 很大。
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5:锂电池用电解液
分类:液态电解质、固态电解质和熔盐电解质
电解质:
LiAsF6、LiPF6、LiClO4、 LiBF4等,从导电率、热稳定性和
耐氧化性上看LiAsF6最好,但其有毒,不能用。高氯酸锂安全性不好,
热稳定性差,加温易分解爆炸,而且其导电率低,用了装下活性物质的量;越
大越好,在单位体积内可使负极活性物质装的更多;
D50:要求在18-20微米之间,越小比表面积越大,
越难分散,越影响锂离子的嵌入和脱出速度(慢);
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天然石墨
天然石墨在电池中的优缺点
优点:石墨化度高,理论比容量高; 缺点:循环寿命差,要在其表面进行包覆才能使用 (沥青,环氧树脂,酚酫树脂等); 天然石墨改性。
r=1-P=1-(3.36-3.354)/0.086=0.93=93%
碳负极材料的比容量
比容量:单位质量的活性物质充电或放电到最大程度时的电量,用 mAh/g表示;理想石墨的嵌入锂离子形成LiC6时的理论比容量是372 mAh/g 其计算方法如下:
金属锂电化学比容量是3860 mAh/g ,锂的原子量为6.94,碳的原 子量是12.01, 3860*6.94/(12.01*6)=372 mAh/g 。
锂离子电池材料
2.2 LiNiO2正极材料
与LiCoO2相比,LiNiO2因价格便宜且具有高的可逆容量,被认为最有希望成为第二代商品锂离子电池材料。而LiCoO2制备困难,按LiCoO2制备工艺合成LiNiO2所得到材料的电化学性能极差,原因在于LiCoO2属于R3m群,其晶格参数为ah=0.29 nm,ch=1.42 nm,ch/a h=4.9,属于六方晶系,且和立方晶系相应值接近,说明镍离子的互换位置与LiCoO2相比对晶体结构影响很小。而(3a)、(3b)位置原子的互换,严重影响材料的电化学活性。
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2.2.3 LiNiO2的制备方法
LiNiO2的制备方法主要采用固相合成法。方法是LiNO3和Ni(OH)2以一定的化学计量比充分混合后,放入Al2O3的坩埚中,在100℃马弗炉内低温加热5h,升温到600℃ ,恒温5h,取出研磨后,放进干燥器中备用。
2.3 LiMn2O4材料
2.3.1 LiMn2O4结构 LiMn2O4具有尖晶石结构,属于Fd3m空间群, 氧原子呈立方密堆积排列,位于晶胞的32d位置, 锰占据一半八面体空隙16d位置,而锂占据1/8四面体8a位置。
LiMn2O4制备方法
2.4 动力电池正极材料LiFePO4
LiFePO4基本结构及性质 LiFePO4晶体是有序的 橄榄石型结构,属于正交晶 系,空间群为Pnma,晶胞 参数 a=1.0329nm, b=0.60072nm, c=0.46905nm。 在LiFePO4晶体中氧原子呈微 变形的六方密堆积,磷原子占 据的是四面体空隙,锂原子和 铁原子占据的是八面体空隙。 LiFePO4具有3.5V的电压平台, 理论容量为170mAh/g。
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LiFePO4具有较高的理论比容量和工作电压。充放电过程中,LiFePO4的体积变化比较小,而且这种变化刚好与碳负极充放电过程中发生的体积变化相抵消。因此,LiFePO4正极锂离子电池具有很好的循环可逆性,特别是高温循环可逆性,而且提高使用温度还可以改善它的高倍率放电性能。
磷酸铁锂生产配料及工艺
磷酸铁锂生产配料及工艺
本文档旨在介绍磷酸铁锂电池的生产配料和工艺。
磷酸铁锂(LiFePO4)作为一种重要的锂离子电池正极材料,其制备过程需要精确的配料和工艺控制。
配料
磷酸铁锂的制备配料主要包括以下成分:
1. 磷酸盐:作为磷酸铁锂的主要成分之一,可选择磷酸氢二钠(Na2HPO4)或磷酸氢二铵(NH4H2PO4)。
2. 铁源:常用的铁源包括硫酸亚铁(FeSO4)或硫酸亚铁七水合物(FeSO4·7H2O)。
3. 锂源:可选择碳酸锂(Li2CO3)或其他锂盐作为锂源。
在配料过程中,需要注意确保以上成分的纯度和质量,以及合适的配比比例。
工艺
磷酸铁锂电池的生产工艺主要包括以下步骤:
1. 配料和混合:按照经过优化的配方,将磷酸盐、铁源和锂源
按照一定比例进行称量,并进行充分的混合搅拌,确保均匀性。
2. 烧结:将混合后的配料进行烧结处理。
烧结过程一般在高温
下进行,以使各种成分发生化学反应,形成磷酸铁锂结晶。
3. 粉碎和分类:烧结后的产物进行粉碎和分类处理,以获得粒
径合适的磷酸铁锂粉末。
4. 表面处理:为了改善磷酸铁锂的电化学性能,可以对粉末进
行表面处理,如涂覆碳涂层等。
5. 制备电池:将磷酸铁锂粉末与电解液等其他组件组装成电池,形成完整的磷酸铁锂电池。
以上是磷酸铁锂生产配料及工艺的基本介绍。
在实际生产中,
还需要根据具体情况进行工艺参数的调整和优化,以提高磷酸铁锂
电池的性能和品质。
> 注意:文档中提供的信息仅为基本介绍,实际操作中应遵循相关法律法规和标准,具体配方和工艺应根据实际情况进行调整和确保合规。
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锂电池配料基础知识详细介绍
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。
2、原料的预处理
(1)钴酸锂:脱水。
一般用120 oC常压烘烤2小时左右。
(2)导电剂:脱水。
一般用200 oC常压烘烤2小时左右。
(3)粘合剂:脱水。
一般用120-140 oC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。
使用干燥分子筛脱水或采用特殊取料设施,直接使用。
3、原料的掺和:
(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2小时左右;为避免混入杂质,通常使用玛瑙球作为球磨介子。
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,改变浆料的流动性。
2、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℃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。
3、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。
(4)分散过程为减少极性物与非极性物距离,提高势能或表面能,所以为吸热反应,搅拌时总体温度有所下降。
如条件允许应该适当升高搅拌温度,使吸热变得容易,同时提高流动性,降低分散难度。
(5)搅拌过程如加入真空脱气过程,排除气体,促进固-液吸附,效果更佳。
(6)分散原理、分散方法同正极配料中的相关内容,在三、(一)、4中有详细论述,在此不予详细解释。
4、稀释。
将浆料调整为合适的浓度,便于涂布。
四、配料注意事项:
1、防止混入其它杂质;
2、防止浆料飞溅;
3、浆料的浓度(固含量)应从高往低逐渐调整,以免增加麻烦;
4、在搅拌的间歇过程中要注意刮边和刮底,确保分散均匀;
5、浆料不宜长时间搁置,以免沉淀或均匀性降低;
6、需烘烤的物料必须密封冷却之后方可以加入,以免组分材料性质变化;
7、搅拌时间的长短以设备性能、材料加入量为主;搅拌桨的使用以浆料分散难度进行更换,无法更换的可将转速由慢到快进行调整,以免损伤设备;
8、出料前对浆料进行过筛,除去大颗粒以防涂布时造成断带;
9、对配料人员要加强培训,确保其掌握专业知识,以免酿成大祸;
10、配料的关键在于分散均匀,掌握该中心,其它方式可自行调整。