鋰電正負(fù)極漿料粘度測試方案

鋰電正負(fù)極漿料粘度測試方案

          漿料涂覆是繼制備漿料完成后的下一道工序，此工序主要目的是將穩(wěn)定性好、粘度好、流動性好的漿料均勻地涂覆在正負(fù)極集流體上。極片涂布對鋰電池電池的容量、一致性、安全性等的具有重要的意義。據(jù)不*統(tǒng)計：因極片涂布工藝引起的電池失效占全部原因引起的鋰電池失效的比例超過10%，也是材料匠群里的熱門話題之一。極片涂布一般是指將攪拌均勻的漿料均勻地涂覆在集流體上，并將漿料中的有機溶劑進行烘干的一種工藝。涂布的效果對電池容量、內(nèi)阻、循環(huán)壽命以及安全性有重要影響，保證極片均勻涂布。

         漿料為非牛頓型高粘度流體。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，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)兩點確定：

1 漿料沉降情況；

2 實際涂布效果，不同涂布機可能有不同的*佳粘度范圍，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？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。

       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)界根據(jù)自己企業(yè)預(yù)算和需求，有四種的常見儀器配置方案：

一、微量適配器型（樣品量需要0.5ml）

NDJ-1G(HA) 配CPE-40轉(zhuǎn)子

二、少量適配器型（樣品量需要20ml左右）

主機NDJ-1A(RV)+ 恒溫槽HSY-601W+0號轉(zhuǎn)子套裝

三、經(jīng)濟型（樣品量需要200-400ml）

主機NDJ-8S+0號轉(zhuǎn)子套裝+恒溫槽HSY-601W+雙層試驗杯601W01

四、標(biāo)準(zhǔn)型（樣品量需要300-500ml）

主機NDJ-1F(RV-2T)+0號轉(zhuǎn)子套裝+恒溫槽HSY-601W+雙層試驗杯601W01