锂电池电极浆料评价方法

发布时间：2021-01-21 22:59

　　电极浆料会影响涂布速度、涂布均匀性等,最终影响电池的一致性,因此浆料需要好的流动性、稳定性和均匀性。介绍了判断锂电池正负极浆料性质的主要表征参数:粘度、流变特性、固含量和粒度等,并介绍了几种表征手段。 

【文章来源】：电源技术. 2020,44(10)北大核心

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图３?流体层间速度分布??１．２流变曲线??剪切速率或剪切应力之间的函数关系曲线称为流变曲??

２１。这些测??试输出存储模量Ｇ，（又称弹性模量）和损耗模量Ｇ＂（又称粘性??模量）ａ?Ｇ?’是指材料发生形变时由于弹性储存的能量值，是材??料弹性的定量；Ｇ?”则是材料发生形变时损耗的能量，是物质??粘性性质的量化。Ｇ”和Ｇ’相等时，表示此时浆料流变性质发??生变化，由固态转变为液态或由液态转变为固态。交点处的频??率或震荡角频率，其值越小则说明特性时间越长，流体趋向于??粘性流体（浆料分散态），其值越大越说明流体趋向于弹性（凝??胶态），表示浆料没有达到很好的分散程度。??图５是典型的振幅扫描与频率扫描图［１２］。??４５０??４００??Ｓ?３５０??３００??面积Ｓ??图２?流体剪切应力示意图??剪切速率７是当将流体视为无数层组成时，描述层与层之??间运动梯度的值，如图３所示，ｙ＾ｉ＾ｄｙ。??ｄｖ??Ｙ??图３?流体层间速度分布??１．２流变曲线??剪切速率或剪切应力之间的函数关系曲线称为流变曲??线，常用来描述浆料（流体）粘度随剪切特性的变化规律。用流??变曲线可以区分流体类型ａ牛顿流体在流变曲线上，剪切应力??与剪切速率间的关系为一通过原点的直线关系。??生产中常用粘度计、流变测量仪来测量粘度和流变曲线，??其中粘度计操作简单，流变仪能够测量较大范围、更全面的粘??度－剪切速率／应力曲线，并且测量结果也更加精确。电池浆??料作为一种非牛顿流体，具有剪切变息粘弹性、触变特性等??多种流变特性。??１．３剪切变稀??大多数锂离子电极浆料具有剪切变稀的特性，如图４所??示剪切粘度随剪切速率的增大而减小Ｍ。这种特性在固体??含量较高的浆料中更为明显。在较高的剪切速率下，强剪切力??会

内，存储模量Ｇ＇＞损失模量Ｇ”，??是典型的粘弹性类固体行为，反之则是粘弹性类液体？。??１．５触变性??剪切速率从零不断增大至一个定值，并在该过程中记录??下对应的剪切应力，然后剪切速率再逐渐减小至零，同时记录??对应的剪切应力值，１Ｔ以做出剪切速率－剪切应力的封闭曲??线，该曲线称为触变法环。法环面积越大，代表触变性能越大，??反之则越校??对以钴酸锂、炭黑、聚偏氟乙烯构成的正极浆料，施加从??０￣２００?ｓ－１线性增加的剪切速率，之后再线性减小至０?ｓ＿１，其结??果如图６所示，曲线并没有形成闭环，说明浆料在剪切作用下??发生了不可逆破坏［７１。??０?５０?１００?１５０?２００??剪切速率??图６?剪切应力与剪切速率的触变性能??另外，在非牛顿流体的粘度测试中，把５．６?ｒ／ｍｉｎ的粘度值??与６５?ｒ／ｍｉｎ的粘度值之比称为触变指数，其比值越大，反应流??体在剪切力作用下结构被破坏后恢复性能越好［１３］。??１．６粘度变化??粘度是评价锂离子电池浆料稳定性的重要依据Ｍ。粘度太??高或太低都不利于涂布，粘度高的浆料不易沉降且分散性较??好，但是粘度过高时流平效果差，造成涂布困难，降低涂布速??度，适当降低粘度有助于提升涂布效率；粘度较低时，浆料流??动性好且有助于浆料脱除气泡，但是太低时会导致干燥困难，??降低涂布速度，加剧涂布量不均勻现象，还可能出现涂层龟??裂、楽料团聚等问题＿。??在生产过程中，尤其是浆料在静置一段时间后，浆料粘度??常出现变化，主要有三种情况：粘度变高、粘度降低以及特殊??情况。??（１）粘度变高??浆料长时间放置后，胶体由溶胶状态变为凝胶状态，会造??成


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