磷酸鐵大香蕉啪啪啪池材料在加工中常見問題分析

日期：2018-08-06 09:56  瀏覽量：次

　　磷酸鐵大香蕉啪啪啪池材料在加工中常見問題分析。磷酸鐵大香蕉啪啪啪池因鋰離子的擴散係數低，導電性上較差，所以當下做法是將其顆粒做小，甚至是做成納米級數，通過縮短LI+和電子的遷移路徑，來提升其充放電速度。但由此給電池加工帶來一係列難題。

　　材料分散問題

　　製漿是大香蕉啪啪啪池生產過程中最為關鍵的工序之一，其核心任務就是把活性物質、導電劑、粘結劑等物料均勻的混合，使得材料性能能夠更好的發揮。

　　要混勻，先要能分散。顆粒減小，相應的比表麵也就增大，表麵能也就增大，顆粒間發生聚合的趨勢就增強。克服表麵能分散所需要的能量也就越大。要提升分散能力，一個是在攪拌設備的結構上優化，不改變最大剪切速度的情況下提高有效分散區域的空間比例;一個是提高攪拌功率，提升剪切速度，相應的有效分散空間也會增大。前者屬設備上的問題，提升空間有多大，塗布在線不做評論。後者，提升空間有限，因為剪切速度提到一定限度，就會對材料造成傷害，導致顆粒破損。

　　較為有效的方法是采用超聲波分散技術。隻是超聲波設備價格較高，前些時候接觸的一家，其價格和進口的日本機械攪拌機相當。超聲分散工藝時間短，總體能耗降低，漿料分散效果好，材料顆粒的聚合得到有效延緩，穩定性大為提高。

　　塗布均一性問題

　　塗布不均，不僅大香蕉啪啪啪池一致性就不好，還關係到設計、使用安全性等問題。所以，電池製作過程中對塗布均一性的控製很嚴格。做配方、塗布工藝的知道，材料顆粒越小，塗布越難做均勻。

　　磷酸鐵大香蕉啪啪啪池顆粒細小，同等質量下，顆粒數量增加，要把他們聯結起來組成有效的導電網絡，需要的導電劑的量也相應增加。顆粒小、導電劑用量增加，所需的粘結劑用量也上升。靜置時，更容易形成網狀結構，流動性比常規材料差。

　　根本的是從材料上進行改善，如提高導電性加大顆粒、顆粒球形化等，短時間內可能有效果較為有限。立足現有材料，從電池加工的角度來說，改善的途徑，可從以下幾項進行嚐試：

　　1.采用“線性”的導電劑

　　采用“線形”導電劑，目前主要是VGCF(碳纖維)和CNTS(碳納米管)、金屬納米線等。

　　使用CNTS或者VGCF等“線性”導電劑可能產生的影響有：

　　(1)線性導電劑在一定程度上提升粘結效果，提高極片柔韌性和強度;

　　(2)減少導電劑用量，膠用量也有可能降低，活性物質含量可提高;

　　(3)改善極化，降低接觸阻抗，改善循環性能;

　　(4)導電網絡接觸節點多，網絡更為完善，倍率性能較常規導電劑更為出色;散熱性能提升，對高倍率電池很有意義;

　　(5)吸收性能得到改善;

　　(6)材料價格較高，成本上升。1Kg導電劑，常用的SUPERP僅為數十元，VGCF大約兩三千元，CNTS比VGCF略高;

　　(7)CNTS、VGCF等比表麵較高，如何分散是使用中必需解決的一個問題，否則分散不好性能得不大發揮。可借助超聲分散等手段。有CNTs廠家提供分散好的導電液。

　　2.改善分散效果

　　分散效果好的漿料，則顆粒接觸團聚的概率會大為降低，漿料的穩定性會得到很大改善。通過配方、配料工步的改善在一定程度上可以改善分散效果，采用前麵提及的超聲分散也是一個有效方法。

　　3.改進漿料轉移過程

　　漿料儲存時可考慮提高攪拌速度避免漿料粘稠;對於使用周轉桶轉移漿料的，盡可能縮短出料到塗布的時間，有條件的改用管道輸送，改善漿料粘稠現象。

　　4.采用擠壓塗布

　　擠壓塗布可以改善刮刀塗布表麵紋路、厚度不均等現象，但是設備價格較高，對漿料的穩定性要求較高。

　　幹燥困難

　　由於磷酸鐵大香蕉啪啪啪池比表麵大、粘結劑用量大，製備漿料時所需要的溶劑用量也就大，塗布後幹燥也就較為困難。如何控製溶劑的揮發速度，則是一個值得關注的問題。溫度高、風量大，幹燥速度快，產生的空隙也就大，同時還可能帶動膠質的遷移，導致塗層中材料分布不均，如果膠質在表層產生聚集，則會阻礙帶電粒子的傳導，增大阻抗。溫度低、風量低，溶劑逸出慢，幹燥時間長，產能低。

　　粘結性能較差

　　磷酸鐵大香蕉啪啪啪池材料的顆粒小，比表麵比比鈷酸鋰、錳酸鋰配增大了很多，需要的粘結劑也就更多。但是粘結劑用多了，降低活性物質的含量，能量密度就降低，所以可能的情況下，電池生產過程中會盡力減少粘結劑用量。為改善粘結效果，目前磷酸鐵鋰加工的通用做法一方麵提高粘結劑的分子量，一方麵是提高粘結劑用量。目前似乎結果還不是讓人滿意。

　　柔韌性較差

　　目前磷酸鐵鋰極片加工時，普遍感覺極片較硬、較脆，對疊片來說可能影響不是稍小，但對是在卷繞時，則是很為不利。極片柔韌性不好，卷繞彎曲時就容易掉粉、斷裂，導致短路等不良。這方麵的機理解釋尚不清楚，猜測是顆粒小，塗層的彈性空間小。降低壓實密度可以有所改善，但是這樣體積能量密度也就降到。原本磷酸鐵鋰的壓實密度就比較低，降低壓實密度是不得以才會采取的手段。