“技术决定论”之下,锂电池浆料稳定性重要几何?

时间:2020-05-09 08:05来源:中国电池联盟 作者:苏客
点击:

       我国电池产业发展早期,由于核心技术的缺乏,以及对产权保护意识的薄弱,导致市场竞争力相对薄弱。

 

       时至今日,我国电池产业基本走上了正轨,行业早已开始了优胜劣汰的淘汰法则。诚然,掌握核心技术才是把握市场的关键。

 

       众所周知,锂电池制造是由多个工艺机密联合起来的生产过程,包括极片制造工艺、电池组装工艺,以及注液、预充、化成、老化工艺。

 

       其中,极片制造是锂电池制造的核心工序,关系着电池电化学性能的好坏,制造过程可分为浆料制备、浆料涂覆,极片辊压、极片分切等。

 

       在锂电池极片制造工序中浆料制备过程又是其中的重中之重,分为正极浆料和负极浆料,主要包括干粉混合半干泥状捏合,以及稀释分散干粉混合指颗粒之间以点点、点面、点线形式接触。

 

       半干泥状捏合阶段在干粉混合均匀之后,加入粘结剂液体或溶剂,原材料被润湿,呈泥状。经过搅拌机强力搅拌,物料受到机械力的剪切和摩擦,同时颗粒之间会有内摩擦,在各个作用力下,原料颗粒之间趋于高度分散。对于成品浆料的粒度和粘度有至关重要的影响。

 

       合浆后的浆料需要有较好的稳定性,这是电池生产过程中保证电池一致性的一个重要指标。随着合浆结束,搅拌停止,浆料会出现沉降、絮凝聚并等现象,从而产生大颗粒,会对后续涂布等工序造成较大影响。浆料稳定性的主要参数有粒度、粘度、固含量等。

 

       粒度是证明浆料质量的一个重要参数,粒度大小对于涂布工序、辊压工序以及电池性能有重要影响,理论上浆料粒度越小越好。当颗粒粒径过大时,浆料稳定性会受到影响,在挤压式涂布过程中会出现堵料、极片干燥后麻点等情况,容易造成极片质量问题。

 

       在后续的辊压工序中,涂布不良处由于受力不均,极易造成极片断裂、局部微裂纹,这对电池的循环性能、倍率性能和安全性能都会造成极大危害。此外,锂电池正负极活物质、粘接剂、导电剂等主要材料粒径大小不一,密度不同,在搅拌过程中会出现混合、挤压、摩擦、团聚等多种不同的接触方式。

 

       在原材料被逐渐混匀、被溶剂润湿、大块物料破裂和逐渐趋于稳定等阶段中,会出现物料混合不匀、粘接剂溶解不良、细颗粒严重团聚、粘接剂性状发生变化等情况,就会导致大颗粒的产生。解决这些问题,就需要选择粘接剂。

 

       目前,很多企业选择的是粉状粘接剂和液体溶解好的粘接剂,两种不同的粘接剂决定了工艺的不同。采用粉状粘结剂需要更长的时间来进行溶解,否则在后期会出现溶胀、回弹、粘度变化等。

 

       此外,细颗粒之间的团聚不可避免,但是要保证物料之间有足够大的摩擦力,能够促使团聚颗粒出现挤压、破碎,利于混合。这就需要控制好浆料在不同阶段的固含量,太低的固含量会影响颗粒摩擦分散。

 

       粘度是流体粘滞性的一种量度,是流体流动力对其内部摩擦现象的一种表示。液体在流动时,在其分子间产生内摩擦的性质,称为液体的黏性,粘性的大小用黏度表示。

 

       电极浆料需要具有稳定且恰当的粘度,这对极片涂布工序至关重要。粘度过高或过低都不利于极片涂布,粘度高的浆料不容易沉淀,且过高的粘度不利于流平效果;而粘度低时虽然浆料流动性好,但干燥困难,降低了涂布的干燥效率,还会发生涂层龟裂、浆料颗粒团聚、面密度一致性不好等问题。

 

       一般电池生产过程中,经常出现的问题是粘度变化,主要表现为瞬时变化和静止变化。瞬时变化是指在粘度测试过程中间就出现了剧烈变化,静止变化是指浆料静止放置一段时间后粘度会出现变化。

 

       影响浆料粘度的因素主要有搅拌浆料的转速、时间控制、配料顺序、环境温湿度等。浆料粘度本质上是由粘结剂决定。不同的浆料体系具有不同的粘度变化规律,目前主流的浆料体系为,正极是浆料PVDF/NMP油性体系,负极浆料是石墨/CMC/SBR水性体系。

 

       固含量和浆料稳定性有关,同种工艺与配方,浆料固含量越高,粘度越大,反之亦然。在一定范围内,粘度越高,浆料稳定性越高。电池制造一般是从电池容量反推卷芯厚度再到极片制造,而极片制造又与面密度、活物质密度、厚度等参数有关。

 

       电池极片参数是通过涂布机和辊压机进行调整,浆料的固含量对其并无直接影响,但固含量对于提高搅拌效率和涂布效率具有一定影响。主要表现为,固含量越高,浆料搅拌时间越短,所耗溶剂越少,涂布干燥效率越高,也就越节省时间。

 

       此外,固含量对设备也有一定影响。高固含量浆料对设备的损耗较高,因为固含量越高,设备磨损越严重,所以高粘度搅拌工艺所获得的浆料稳定性要优于常规搅拌工艺。

 

       最后,高固含量浆料会影响生产流动性,非常挑战涂布工序的设备和技术人员。但高固含量浆料可以减少涂层间厚度,降低电池内阻。


(责任编辑:子蕊)
免责声明:本文仅代表作者个人观点,与中国电池联盟无关。其原创性以及文中陈述文字和内容未经本网证实,对本文以及其中全部或者部分内容、文字的真实性、完整性、及时性本站不作任何保证或承诺,请读者仅作参考,并请自行核实相关内容。
凡本网注明 “来源:XXX(非中国电池联盟)”的作品,均转载自其它媒体,转载目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责。
如因作品内容、版权和其它问题需要同本网联系的,请在一周内进行,以便我们及时处理。
QQ:503204601
邮箱:cbcu@cbcu.com.cn
猜你喜欢
  • 50亿元!这家公司拟在摩洛哥投建锂电池负极材料项目

    4月26日晚间, 中科电气 发布公告,宣布公司计划通过其控股子公司湖南中科星城石墨有限公司,在中国香港或其他海外地区新设全资子公司, 以间接投资方式设立摩洛哥项目公司,实施一项年产10万吨锂离子电池负极材料一体化基地项目 。 据了解, 项目计划总投资
    2024-04-29 18:25
  • 两巨头携手在印度生产锂电池!

    3月31日,印度石油公司宣布同松下集团旗下松下能源达成协议,将组建一家合资企业在印度生产锂离子电池,为满足当地不断增长的需求做准备。 印度石油公司表示,这些电池将用于电动两轮和三轮车。且两家公司正开展一项利用电池技术促进向清洁能源过渡的可行性
    2024-04-03 09:40
  • 巨头纷纷研发 磷酸锰铁锂电池加速产业化

    作为当前动力电池的主流,磷酸铁锂电池的能量密度已经接近瓶颈。为了提高电池技术,市场也在不断寻找新的正极材料。于是,能量密度更高、安全性更高的正极材料、低温性能更好的磷酸锰铁锂逐渐进入大众视野,并加速产业化。 磷酸锰铁锂市场空间巨大 磷酸锰铁
    2024-02-28 08:37
  • 锂电龙头开发完成4C磷酸铁锂电池!

    欣旺达2月22日在接待机构调研时表示,公司目前已开发完成4C磷酸铁锂电池,后续将召开产品发布会。
    2024-02-23 17:42
  • 总投资12.6亿元,这一锂电池负极材料项目开工

    2月17日上午,华盛联赢锂电池负极材料项目在江苏省江阴高新区开工。 图片来源:无锡日报 该项目总投资12.6亿元,购置碳化系统、喷雾干燥设备等设备3584台(套),预计年产低能耗高性能锂电池负极材料20万吨,进一步提升锂电池的大倍率充放电性能和长期循环性
    2024-02-18 17:52
  • 巨头计划使用中国设备生产磷酸铁锂电池!

    据TheElec报道,三星SDI正考虑在其磷酸铁锂(LFP)电池生产线中使用中国供应商提供的设备。
    2024-01-30 18:00
  • 斥资21.4亿元!地板龙头跨界锂电池

    近日,大亚圣象发布公告称,公司计划在广西壮族自治区百色市投资新建年产12万吨厚度低于0.5mm铝板带和4万吨电池箔项目,项目总投资约21.4亿元人民币,建设周期为20个月。项目资金来源为公司自有资金或自筹资金。
    2024-01-04 17:42
  • 近400亿!锂电新贵成为港股市值最高的锂电池公司

    12月18日,瑞浦兰钧在香港联合交易所主板挂牌交易,股票交易代码“0666.HK”。首次发行1.16亿股,每股发售价18.30港元,成功募资21.23亿港元(约合19.41亿元人民)。
    2023-12-18 17:53
  • 多家企业入局这一新型锂电池负极材料赛道!

    据国家知识产权局公告,近日,亿纬锂能、德方纳米2大电池公司分别申请了与硅有关的负极材料的专利。其中,亿纬锂能申请一项名为“一种硅复合负极材料及其制备方法和二次电池“;德方纳米申请一项名为“含高熵合金相的硅碳负极材料及其制备方法和锂离子电池“
    2023-12-05 18:03
  • 总投资4亿元!这一锂电池项目在广东惠州动工

    12月2日上午,惠德瑞高性能锂电池研发生产项目在广东省惠州市仲恺陈江街道举行奠基仪式,该项目是仲恺高新区围绕“5+1”现代产业体系精准延链补链强链的又一具体实践。项目投产后,将推动仲恺高新区科技创新发展和人才培养,为高质量发展注入新动能。
    2023-12-04 17:45
专题
相关新闻
  • 50亿元!这家公司拟在摩洛哥投建锂电池负极材料项目

    4月26日晚间, 中科电气 发布公告,宣布公司计划通过其控股子公司湖南中科星城石墨有限公司,在中国香港或其他海外地区新设全资子公司, 以间接投资方式设立摩洛哥项目公司,实施一项年产10万吨锂离子电池负极材料一体化基地项目 。 据了解, 项目计划总投资
    2024-04-29 18:25
  • 两巨头携手在印度生产锂电池!

    3月31日,印度石油公司宣布同松下集团旗下松下能源达成协议,将组建一家合资企业在印度生产锂离子电池,为满足当地不断增长的需求做准备。 印度石油公司表示,这些电池将用于电动两轮和三轮车。且两家公司正开展一项利用电池技术促进向清洁能源过渡的可行性
    2024-04-03 09:40
  • 巨头纷纷研发 磷酸锰铁锂电池加速产业化

    作为当前动力电池的主流,磷酸铁锂电池的能量密度已经接近瓶颈。为了提高电池技术,市场也在不断寻找新的正极材料。于是,能量密度更高、安全性更高的正极材料、低温性能更好的磷酸锰铁锂逐渐进入大众视野,并加速产业化。 磷酸锰铁锂市场空间巨大 磷酸锰铁
    2024-02-28 08:37
  • 锂电龙头开发完成4C磷酸铁锂电池!

    欣旺达2月22日在接待机构调研时表示,公司目前已开发完成4C磷酸铁锂电池,后续将召开产品发布会。
    2024-02-23 17:42
  • 总投资12.6亿元,这一锂电池负极材料项目开工

    2月17日上午,华盛联赢锂电池负极材料项目在江苏省江阴高新区开工。 图片来源:无锡日报 该项目总投资12.6亿元,购置碳化系统、喷雾干燥设备等设备3584台(套),预计年产低能耗高性能锂电池负极材料20万吨,进一步提升锂电池的大倍率充放电性能和长期循环性
    2024-02-18 17:52
  • 巨头计划使用中国设备生产磷酸铁锂电池!

    据TheElec报道,三星SDI正考虑在其磷酸铁锂(LFP)电池生产线中使用中国供应商提供的设备。
    2024-01-30 18:00
  • 斥资21.4亿元!地板龙头跨界锂电池

    近日,大亚圣象发布公告称,公司计划在广西壮族自治区百色市投资新建年产12万吨厚度低于0.5mm铝板带和4万吨电池箔项目,项目总投资约21.4亿元人民币,建设周期为20个月。项目资金来源为公司自有资金或自筹资金。
    2024-01-04 17:42
  • 近400亿!锂电新贵成为港股市值最高的锂电池公司

    12月18日,瑞浦兰钧在香港联合交易所主板挂牌交易,股票交易代码“0666.HK”。首次发行1.16亿股,每股发售价18.30港元,成功募资21.23亿港元(约合19.41亿元人民)。
    2023-12-18 17:53
本月热点
欢迎投稿
联系人:王女士
Email:cbcu#cbcu.com.cn
发送邮件时用@替换#
电话:010-56284224
在线投稿
微信公众号