摘要:采用何種方法對鋰電池漿料進行微細分散直接影響鋰電池均一性品質及其分散效率。目前,常用行星混合設備

這種宏觀尺度的隨機性混合分散形式對鋰電池漿料進行混合分散,存在著混合不*和效率低的問題。為提高鋰電池漿料分散品質與效率,文章對鋰電池漿料的特性及超剪切分散機理進行研究,

采用高精密超剪切分散設備對鋰電池負極漿料進行了分散實驗。實驗結果表明,超剪切分散不僅提高了鋰電池漿料的混合分散品質、顯著提高了混合效率,而且可以減少電極漿料中液體介質用量,縮短漿料烘烤時間,提高涂布效率。圖8表1參10

關鍵詞:化工機械;鋰電池漿料;超剪切;分散

0引言

鋰電池電極漿料混合分散工藝是鋰電池生產的重要環節。在正、負極漿料中,顆粒狀活性物質的分散性和均勻性直接影響鋰離子在電池兩極間的運動。T.J.Patey等人對鋰電池漿料的混合分散技術進行了深入的研究,提出鋰電池漿料的均勻分散對提高鋰電池的性能具有很大的影響[1,2]590,1256。唐贊謙采用高速分散的方法對磷酸鐵鋰正極漿料進行了分散試驗研究,結果顯示漿料分散品質與分散效率均得到明顯改善。

[3]目前,常用行星混合設備對鋰電池漿料進行混合分散,這種宏觀尺度的隨機性混合分散形式,不僅存在混合不*問題,而且時間長,效率低。這對于我國鋰電池產業高速增長的態勢以及動力鋰電池的高度均勻一致性要求,是不能滿足的。文章對鋰電池漿料的特性及超剪切分散機理進行研究,將超剪切微觀分散技術與宏觀混合攪拌技術相結合,對鋰電池漿料進行混合分散。采用超剪切分散工藝及生產工藝對鋰電池負極漿料進行分散實驗,對漿料分散的均一性與穩定性進行分析。

1鋰電池漿料的特性分析鋰電池漿料一般由電極活性材料、導電劑、粘結劑及分散劑分散均勻而成。漿料體系屬于典型的高粘稠固液兩相懸浮液。隨著現代科學技術的進步,鋰電池漿料中對電極活性材料的粒徑的要求越來越高,有向納米級粒徑方向發展的趨勢。而隨著粒徑的越來越小,在鋰電池漿料的混合分散過程中,漿料中的電極活性材料很容易形成二級團聚體,從而使鋰電池漿料產生嚴重的團聚現象,影響鋰電池的電化學性能[1]592。J.H.Lee等人的研究表明,鋰電池漿料的固相體積濃度、固相顆粒的形狀、粒徑分布、分散介質本身的粘度等都會對鋰電池漿料的粘度及鋰電池的電化學性能產生影響。

2超剪切分散機理研究當鋰電極活性材料加入到液相介質中時,漿料很容易結塊團聚,其根源是電極材料顆粒間的相互作用力導致的。液體物料分散系中固體分散相顆粒或液滴破碎分散的直接原因是受到剪切力和壓應力的共同作用,當剪切力和壓應力的共同作用力大于顆粒間的結合力時,團聚體將被分散。

圖1所示是上海依肯機械設備有限公司針對解決目前行星混合設備對鋰電池漿料進行混合分散時存在混合時間長、效率低等問題而自行研制開發的高精密超剪切分散設備。