摘要:采用何种方法对锂电池浆料进行微细分散直接影响锂电池均一性品质及其分散效率。目前,常用行星混合设备

这种宏观尺度的随机性混合分散形式对锂电池浆料进行混合分散,存在着混合不*和效率低的问题。为提高锂电池浆料分散品质与效率,文章对锂电池浆料的特性及超剪切分散机理进行研究,

采用高精密超剪切分散设备对锂电池负极浆料进行了分散实验。实验结果表明,超剪切分散不仅提高了锂电池浆料的混合分散品质、显著提高了混合效率,而且可以减少电极浆料中液体介质用量,缩短浆料烘烤时间,提高涂布效率。图8表1参10

关键词:化工机械;锂电池浆料;超剪切;分散

0引言

锂电池电极浆料混合分散工艺是锂电池生产的重要环节。在正、负极浆料中,颗粒状活性物质的分散性和均匀性直接影响锂离子在电池两极间的运动。T.J.Patey等人对锂电池浆料的混合分散技术进行了深入的研究,提出锂电池浆料的均匀分散对提高锂电池的性能具有很大的影响[1,2]590,1256。唐赞谦采用高速分散的方法对磷酸铁锂正极浆料进行了分散试验研究,结果显示浆料分散品质与分散效率均得到明显改善。

[3]目前,常用行星混合设备对锂电池浆料进行混合分散,这种宏观尺度的随机性混合分散形式,不仅存在混合不*问题,而且时间长,效率低。这对于我国锂电池产业高速增长的态势以及动力锂电池的高度均匀一致性要求,是不能满足的。文章对锂电池浆料的特性及超剪切分散机理进行研究,将超剪切微观分散技术与宏观混合搅拌技术相结合,对锂电池浆料进行混合分散。采用超剪切分散工艺及生产工艺对锂电池负极浆料进行分散实验,对浆料分散的均一性与稳定性进行分析。

1锂电池浆料的特性分析锂电池浆料一般由电极活性材料、导电剂、粘结剂及分散剂分散均匀而成。浆料体系属于典型的高粘稠固液两相悬浮液。随着现代科学技术的进步,锂电池浆料中对电极活性材料的粒径的要求越来越高,有向纳米级粒径方向发展的趋势。而随着粒径的越来越小,在锂电池浆料的混合分散过程中,浆料中的电极活性材料很容易形成二级团聚体,从而使锂电池浆料产生严重的团聚现象,影响锂电池的电化学性能[1]592。J.H.Lee等人的研究表明,锂电池浆料的固相体积浓度、固相颗粒的形状、粒径分布、分散介质本身的粘度等都会对锂电池浆料的粘度及锂电池的电化学性能产生影响。

2超剪切分散机理研究当锂电极活性材料加入到液相介质中时,浆料很容易结块团聚,其根源是电极材料颗粒间的相互作用力导致的。液体物料分散系中固体分散相颗粒或液滴破碎分散的直接原因是受到剪切力和压应力的共同作用,当剪切力和压应力的共同作用力大于颗粒间的结合力时,团聚体将被分散。

图1所示是上海依肯机械设备有限公司针对解决目前行星混合设备对锂电池浆料进行混合分散时存在混合时间长、效率低等问题而自行研制开发的高精密超剪切分散设备。