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发布时间:2022-04-14 16:23 作者:管理员 分享到:
如果水性粘合剂在锂离子电池正极使用的常见问题及解决方案
1、导电剂分散:导电剂主要有乙炔黑、导电性碳黑等品种,都属于低极性亲油性物质,在水性介质中分散较为困难。可以采用搅拌球磨的机械分散方法来实现分散目的,搅拌球磨机为全不锈钢材质,磨介为8~10mm刚玉球,开动搅拌,并充分循环,磨2小时以上,经120目筛网泵出导电粘合剂料浆。测出其固含量备用。
2、正极浆料生产:检查正极浆料均匀性,如果浆料已经搅拌均匀,通过真空消泡或少量乙醇、正丁醇加低速搅拌消泡后,即可进入下一步涂布工序。
3、涂布:涂布设备的进料容器z好配备有搅拌器,以防活性物质沉降造成正极片不同部位组成不均一。烘箱温度设定根椐其长度和拉浆速度不同各有差异,以三段温度设置为例,进料口的前段在80~90℃,中段设为60~70℃,尾段温度更低甚至可为常温。总体原则是前高后低,以保证正极带在烘箱内迅速干燥后尽量冷却,在出带口接近常温,使极带柔韧便于卷绕。
异常情况:
(1)卷边,以涂布第一面时容易出现;这是由于浆料干燥过快,涂层缺乏延迟时间造成收缩严重形成的,处理方法是降低烘干温度和走带速度。
(2)集电体铝带腐蚀,有两种可能性:一是正极涂层干燥程度不够,二是活性物质有强碱性的物质溶出;前者只要调整烘干温度和走带速度即可解决。后者只能更换好的活性物质,水性粘合剂不适于任何有强酸强碱性物质溶出的活性物质。
4、后续工序:涂布好的正极带可在烘箱中加热和抽真空充分干燥,以防涂层中水分的包夹;但在碾压前必须在常温常压常湿度的环境中放置陈化半小时以上。正极涂层碾压后的密度根椐活性物质、导电剂的配比、种类、型号、厂商等各不相同,以钴酸锂为例,大至介于3.4~3.8范围。LA型水性粘合剂的使用从配料直至卷绕成电芯,都应在常湿度的普通车间内完成,但在电芯装入壳体注液前,卷绕好的电芯必须经加温和高真空(2mm汞柱以下)充分干燥,以后的操作应该在干燥车间内完成,而且z好工序连贯,防止电芯在放置过程中吸潮影响电池性能。
5、注意事项:制浆工序中的容器应能密闭,以防水分挥发造成浆料浓度变化或干涸形成颗粒,影响以后的制浆质量。所有接触浆料设备的材质z好为不锈钢一类不受水分影响的材料,碳钢材质绝对不能使用。导电剂的分散可能有更方便快捷的方法,在保证导电剂充分分散的前提下,导电剂分散一步可以揉合到第二步正极浆料生产中。本粘合剂的特点是干、热则硬和脆(即使加热到200℃以上,粘合剂也只能分解而不会变软),而冷、潮则软且柔韧,不必参照PVDF那样加热提高粘结力,正极带在碾压、裁切、卷绕等工序中适合于在常温和正常湿度的车间进行。用本粘合剂制备的电池,正极放电容量与PVDF粘合剂相当,不要期望通过粘合剂的改变来大幅提高正极放电容量。一般情况下,生产设备的清洗和边角料的回收均可用水,可能时刷洗效果较好。
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