SBR在锂离子电池中的影响
长寿命高倍率锂离子电池的开发及工艺优化
第51卷㊀第1期2021年㊀㊀2月电㊀㊀㊀池BATTERY㊀BIMONTHLYVol.51,No.1Jan.,2021作者简介:张若涛(1987-),男,河南人,郑州中科新兴产业技术研究院工程师,研究方向:锂离子电池开发;李㊀蒙(1988-),男,河南人,郑州中科新兴产业技术研究院工程师,研究方向:锂离子电池开发;刘艳侠(1982-),女,山东人,中国科学院过程工程研究所副研究员,研究方向:电池材料及锂离子电池开发,通信作者;赵冲冲(1991-),男,河南人,郑州中科新兴产业技术研究院工程师,锂电池开发技术主管,研究方向:锂离子电池开发㊂㊀㊀DOI:10.19535/j.1001-1579.2021.01.015长寿命高倍率锂离子电池的开发及工艺优化张若涛1,李㊀蒙1,刘艳侠1,2∗,赵冲冲1(1.郑州中科新兴产业技术研究院,河南郑州㊀450000;2.中国科学院过程工程研究所,离子液体清洁过程北京市重点实验室,北京㊀100190)摘要:研究石墨的比表面积㊁粒径,以及压实密度㊁化成工艺等因素对无人机用C /LiCoO 2锂离子电池性能的影响㊂采用小粒径G2石墨为负极材料的电池性能最优;当负极压实密度由1.31g /cm 3提升至1.57g /cm 3时,电池的保液量降低9.5%,直流内阻降低11.3%㊂控制负极压实密度为1.31g /cm 3㊁正极涂覆面密度为15.75mg /cm 2,化成温度为45ħ㊁压力为275510Pa ,制备的电池最大放电倍率可达18.00C ㊂以1.00C 充电至4.2V ㊁5.00C 放电至3.0V 循环1000次,容量保持率为91.3%㊂关键词:无人机(UAV );㊀锂离子电池;㊀高倍率;㊀长寿命;㊀压实密度;㊀热压化成中图分类号:TM912.9㊀㊀文献标志码:A㊀㊀文章编号:1001-1579(2021)01-0059-04Development and technology optimization of long-life high rate Li-ion batteryZHANG Ruo-tao 1,LI Meng 1,LIU Yan-xia1,2∗,ZHAO Chong-chong 1(1.Zhengzhou Institute of Emerging Industrial Technology ,Zhengzhou ,Henan 450000,China ;㊀2.Beijing Key Laboratory ofIonic Liquids Clean Process ,Institute of Process Engineering ,Chinese Academy of Sciences ,Beijing 100190,China )Abstract :The effects of the specific surface area,particle size of graphite,compacted density and forming process on the performanceof C /LiCoO 2Li-ion battery for the unmanned aerial vehicle(UAV)were studied.The battery using small particle size G2graphite asanode material had the best performance.When the compacted density of negative plate increased from 1.31g /cm 3to 1.57g /cm 3,thepreserving water capability of the battery was decreased by 9.5%,the direct current internal resistance was decreased by 11.3%.The highest discharge rate reached 18.00C when battery was prepared under conditions of negative plate compacted density of1.31g /cm 3,positive plate coating density of 15.75mg /cm 2,formation temperature of 45ħand formation pressure of 275510Pa.The capacity retention rate was 91.3%after cycle 1000times with 1.00C charging to 4.2V and 5.00C discharging to 3.0V.Key words :unmanned aerial vehicle(UAV);㊀Li-ion battery;㊀high rate;㊀long-life;㊀compacted density;㊀heat-pressureformation㊀㊀随着无人机㊁电动工具等应用领域的快速发展,高倍率锂离子电池已成为研究的热点[1-2]㊂无人机锂离子电池正常使用倍率为2~4C ,瞬时使用倍率将超过15C ㊂大电流持续放电将导致电池寿命变短,因此,提升无人机用锂离子电池的使用寿命已成为亟待解决的突出问题㊂目前报道的高倍率锂离子电池寿命都不长㊂容亮斌等[3]研究石墨形貌等对锂离子电池性能的影响,发现二次造粒型石墨负极制备的磷酸铁锂锂离子电池具有较好的倍率性能和循环性能,以6C 在2.00~3.65V 循环200次,容量保持率为91.06%㊂黄锋涛[4]以LiNi 1/3Co 1/3Mn 1/3O 2为正极材料㊁石墨为负极材料制备高功率锂离子电池,以1C 充电㊁5C 放电,在4.2~3.0V 循环900次,容量保持率为87.0%㊂延长电池寿命的方法,大多集中在材料或设计方面,需要从材料㊁设计及制备工艺等方面进行整体优化㊂电㊀㊀㊀㊀池BATTERY㊀BIMONTHLY㊀第51卷本文作者以LiCoO2为正极活性材料,两种粒径的人造石墨为负极活性材料,探究石墨比表面积和粒径对电池性能的影响;再选择倍率性能好的人造石墨,研究压实密度对电池性能的影响;最后,进行涂覆面密度与化成工艺的优化,开发长寿命高倍率无人机用锂离子电池㊂1㊀实验1.1㊀浆料的配制活性物质LiCoO2(湖南产,电池级)㊁导电剂超导炭黑Super-Li(瑞士产,电池级)㊁碳纳米管(CNT,江苏产,电池级)㊁黏结剂聚偏氟乙烯(PVDF,美国产,电池级)和分散剂N-甲基吡咯烷酮(NMP,江苏产,电池级)的质量比为93.5ʒ3.0ʒ0.5ʒ3.0ʒ80.0㊂将PVDF和NMP放入搅拌釜中,高速(2000r/min,下同)分散2h;加入CNT,高速分散1.5h,将胶液取出备用㊂向搅拌釜中加入LiCoO2及Super-Li,公转(25Hz,下同)干混20min,将胶液加入搅拌釜中,高速分散3h,经真空(真空度ȡ0.085MPa,下同)除泡㊁除铁等操作,得到正极浆料㊂负极活性物质使用G1人造石墨(河南产)和G2人造石墨(浙江产)㊂活性物质㊁导电剂超导炭黑Super-Li㊁CNT㊁黏结剂羧甲基纤维素钠(CMC,美国产,电池级)㊁丁苯橡胶(SBR,美国产,电池级)和溶剂去离子水的质量比为94.25ʒ1.50ʒ0.50ʒ1.75ʒ2.00ʒ120.00㊂将去离子水和CMC放入搅拌釜中高速分散3h;加入CNT,高速搅拌1.5h,将胶液取出备用㊂向搅拌釜中加入活性物质及Super-Li,开启公转干混20min,将胶液加入搅拌釜中,高速分散3.5h;最后将SBR 加入浆料中,低速25Hz搅拌40min,经真空除泡㊁除铁及过滤(150目筛网)等操作,得到石墨浆料㊂1.2㊀电池制备1.2.1㊀极片的制备按照设计面密度17.60mg/cm2将正极浆料涂覆在15μm 厚的铝箔(佛山产,电池级)上,以4m/s的速度在100ħ下烘干,再将极卷碾压到设计压实密度3.40g/cm3,最后裁切成74mmˑ144mm的正极片㊂取负极涂层比容量与正对面正极涂层比容量的比值(N/P)为1.1,将负极浆料按对应的面密度8.26mg/cm2涂覆在9μm厚的铜箔(广东产,电池级)上,以4m/s的速度在50ħ下烘干,再将极卷碾压至设计压实密度1.40g/cm3,最后裁切成76mmˑ146mm的负极片㊂1.2.2㊀电池的制作以19μm厚的陶瓷隔膜(深圳产,电池级)为隔膜,将34层正极片和35层负极片叠制成总层数为69层的电芯,经过焊接㊁装配,电芯在85ħ下烘烤48h(真空度ȡ0.095MPa)㊂按3.5g/Ah的用量,将58.50g的1mol/L LiPF6/EC+DMC+ DEC电解液(质量比1ʒ1ʒ1,河北产,电池级)注入电芯中㊂用5V/60A软包电池热压化成柜(深圳产)进行化成,设定化成温度与化成压力,先以0.20C(1C=16A)恒流充电至3.8V,再以0.50C恒流充电至4.2V,搁置48h后进行二次封装㊁切边,以1.00C恒流充电至4.2V,再以1.00C放电至3.0V,完成分容操作,制备尺寸为80mmˑ162mm㊁额定容量为16Ah的锂离子电池㊂G1石墨制备的电池统称为电池A,G2石墨制备的电池统称为电池B㊂为了进一步研究负极压实密度以及制备工艺对电池性能的影响,以G2石墨为负极材料,对电池制备工艺参数进行调整,制备电池C1㊁C2㊁C3和D等4组电池,详细的工艺参数如表1所示㊂表1㊀实验工艺参数表Table1㊀Technology parameters of experiments方案压实密度/g㊃cm-3正极负极正极面密度/mg㊃cm-2化成条件温度/ħ压力/PaA 3.40 1.4217.35250B 3.40 1.4217.35250C1 3.44 1.3117.40254694 C2 3.44 1.4217.40254694 C3 3.44 1.5717.40254694D 3.45 1.3215.75452755101.3㊀测试方法用NBT5V120A电池循环测试柜(宁波产)对电池进行性能测试,用分析天平测定电池的保液量㊂1.3.1㊀直流内阻测试将10只电池以1.00C恒流充电至4.2V,转恒压充电至终止电流0.02C(标准充电方式),搁置6h,然后以5.00C 恒流放电15s,记录第i只电池搁置结束时的电压U i0㊁放电第5s的电压U i5㊂按式(1),计算10只电池5.00C放电的平均直流内阻,作为电池的直流内阻值(R DC)㊂R DC=ðn=10i=1(U i5-U i0)n㊃I(1)式(1)中:I为电流;n为电池数量㊂1.3.2㊀倍率测试用同一只电池进行倍率测试㊂将电池以标准充电方式充电,然后分别以1.00C㊁5.00C㊁8.00C㊁10.00C㊁12.00C㊁15.00C和18.00C恒流放电至3.0V;以5.00C放电容量为基准值,8.00C㊁10.00C㊁12.00C㊁15.00C和18.00C放电容量与基准值的比值为电池在该倍率下的倍率性能㊂1.3.3㊀常温(25ʃ3)ħ循环性能测试取1只电池和市售尺寸为72mmˑ170mm,额定容量为16Ah的石墨/钴酸锂锂离子电池(西安产)按照标准充电方式充电,然后以5.00C恒流放电至截止电压3.0V,设定循环1000次,按式(2)计算第j次循环的平均放电功率㊂P j=W j Q j㊃I(2)式(2)中:P j为第j次放电的平均放电功率;W j为第j次放电的能量;Q j为第j次放电的容量㊂1.3.4㊀电池保液量计算取10只待注液电芯,称量第k只的质量m k,然后称量该电池经二封后气囊内不含电解液的电芯质量mᶄk,按式(3)计算10只电池的平均保液量 m㊂m=ðn=10k=1mᶄk-m k n(3)06㊀第1期㊀张若涛,等:长寿命高倍率锂离子电池的开发及工艺优化2㊀结果与讨论2.1㊀石墨比表面积及粒径对高倍率锂离子电池性能影响石墨材料的粒径分布㊁比表面积以及对应电池的首次库仑效率和保液量列于表2㊂表2㊀石墨和电池的基本参数Table 2㊀Basic parameters of graphite and batteries电池石墨石墨粒径/μm D 10D 50D 90石墨比表面积/g㊃m -2首次库仑效率/%保液量/g A G1 4.3811.0019.21 2.1594.2247.33BG24.359.0418.542.4692.4849.47从表2可知,电池B 所用负极材料G2石墨的D 50较小,比表面积较大㊂与电池A 相比,电池B 的首次库仑效率较低,保液量较大㊂两种电池的制备工艺相同,负极材料的不同导致了首次库仑效率和保液量的差异㊂G2石墨的比表面积较大,预充活化过程中消耗了较多的Li +,用于形成石墨颗粒表面的固体电解质相界面(SEI)膜,因此首次库仑效率较低㊂在压实密度及制备工艺相同的情况下,电池B 所用负极材料G2石墨的颗粒比表面积较大,润湿石墨颗粒所需电解液的量较多,因此保液量较大㊂为研究石墨粒径对锂离子电池性能的影响,对电池进行倍率测试,不同放电倍率下的倍率性能见图1㊂图1㊀电池A 和电池B 的倍率性能Fig.1㊀Rate capability of battery A and B从图1可知,当电池放电倍率相同时,电池B 的倍率性能一直高于电池A,原因是小粒径的材料有利于缩短Li +在石墨固体颗粒中的扩散路径㊂随着放电倍率的增加,两种电池倍率性能的差值呈现出先增大㊁后减小再增大的趋势㊂这种趋势可能与负极石墨颗粒表面SEI 膜的稳定性有关,因为高倍率放电时Li +大量快速脱出,导致负极表面上的SEI 膜不稳定,容易被破坏[5]㊂在5.00~8.00C 放电时,负极石墨颗粒表面的SEI 膜相对稳定;10.00C 放电完成后,负极SEI 膜遭到了一定程度的破坏;在12.00~15.00C 充电过程中,消耗了活性锂对负极的SEI 膜进行修复,稳定性得到提升㊂电池B 负极材料的比表面积大,SEI 膜修复消耗的活性锂相对较多,倍率性能的差值呈减小的趋势㊂与12.00~15.00C 放电相比,电池在18.00C 放电时SEI 膜的稳定性提高,而电池B 负极材料的粒径小,Li +嵌脱路径短,因此倍率性能差值又呈现出增加的趋势㊂为制备倍率性能较好的电池,选取G2石墨作为方案C1~C3的负极活性材料㊂2.2㊀负极压实密度对高倍率锂离子电池性能影响测试不同压实密度锂离子电池(C1~C3)的保液量和直流内阻,压实密度对电池保液量和直流内阻的影响见图2㊂图2㊀压实密度对保液量及直流内阻的影响Fig.2㊀Effects of compaction density on weight of electrolyte andDC internal resistance(DCIR)从图2可知,压实密度从1.31g /cm 3提高至1.57g /cm 3,电池的保液量和直流内阻均呈降低的趋势㊂电池的保液量从51.70g 降低至46.81g,降幅为9.5%;直流内阻由2.47mΩ降低至2.19mΩ,降幅为11.3%㊂当配方及材料体系固定时,随着压实密度的提高,极片的孔隙率逐渐减小,极片涂覆层孔隙内所能容纳的电解液量也随之减小,因此电池的保液量随压实密度的提高而降低㊂随着压实密度的提高,活性物质颗粒与导电剂接触更密实[6],电子传导路径变短,电池的直流内阻减小,表现出直流内阻随压实密度的提高而减小的趋势㊂高内阻将造成电池使用过程中温升大,电解液等电池材料的不可逆副反应速度加快,进而引发电池容量的快速衰减[7]㊂提高保液量,可使电池在较长时间内处于富液状态,能减缓容量衰减的速度㊂为研究压实密度对电池循环性能的影响,对电池C1~C3进行了常温1.00C 充电㊁5.00C 放电的循环性能测试㊂测试结果显示,循环500次,电池C1㊁C2和C3的容量衰减率分别为5.2%㊁6.6%和14.0%,即随着压实密度的提高,电池的容量衰减速度加快㊂电池C1~C3的保液量逐渐降低,相应的容量衰减速度逐渐加快㊂由此表明,对于研究的电池体系,保液量对高倍率放电寿命的影响大于直流内阻的影响,表现出低压实密度有利于延长电池循环寿命㊂从循环性能分析可知,电池C1的循环性能最优,实验方案中负极压实密度的最佳值为1.31g /cm 3㊂2.3㊀工艺优化对高倍率锂离子电池性能影响为延长提高电池循环寿命,对电池C1的面密度及化成工艺进行优化,制备电池D㊂正极面密度由17.40mg /cm 2降至15.75mg /cm 2㊂采用热压化成工艺对电池进行预充活化,化成温度为45ħ,化成压力为275510Pa㊂2.3.1㊀电池倍率性能对电池D 进行常温倍率放电测试,以研究工艺优化后电池的倍率性能,放电曲线如图3所示㊂16电㊀㊀㊀㊀池BATTERY㊀BIMONTHLY㊀第51卷图3㊀电池D的倍率放电曲线Fig.3㊀Rate discharge curves of battery D从图3可知,当放电量相同时,放电倍率越大,电池的电压越低㊂ 1.00C㊁5.00C放电的容量中值电压分别为3.775V㊁3.669V㊂电池的放电容量随着放电倍率的增大逐渐减小,其中10.00C㊁18.00C放电容量分别为16.083Ah㊁11.164Ah,为1.00C放电容量的98.0%和68.0%,说明以10.00C放电仍有较好的倍率性能,可满足无人机2.00~4.00C的使用需求㊂2.3.2㊀电池常温循环寿命性能为研究容量和功率保持能力,对电池D进行常温(25ʃ3)ħ1.00C充电㊁5.00C放电循环测试,分析电池在不同循环次数下的容量保持率及平均放电功率,结果见表3㊂表3㊀电池D在常温下1.00C充电㊁5.00C放电的循环测试结果Table3㊀Cycle test results of battery D in1.00C charge,5.00Cdischarge test at normal temperature循环次数/次容量/Ah放电平均电压/V平均功率/W116.247 3.690295.2010016.027 3.684294.7240015.605 3.673293.8480015.142 3.663293.04100014.833 3.639291.12从表3可知,常温循环1000次,电池的容量从首次放电的16.247Ah降低至14.833Ah,容量保持率为91.3%;平均放电功率由首次的295.20W降低至291.12W,功率保持率达到98.6%㊂由此可知,电池在循环1000次后,仍有较高的容量保持率和功率输出能力㊂对电池C1㊁D及市售同规格电池进行1.00C充电㊁5.00C放电循环测试,对比三者循环寿命的差异,结果见图4㊂从图4可知,循环寿命最长的是电池D,其次为电池C1,市售同种规格的电池循环寿命最短㊂这表明,经过面密度和化成工艺的优化,电池的循环寿命得到提升㊂采用热压化成工艺进行预充活化时,电池D化成过程中产生的气体更容易顺利排出,正负极片与隔膜接触紧密,石墨颗粒表面形成的SEI膜更均一㊂提高化成温度可提高电池D活性物质的反应活性,有利于负极形成结构稳定的SEI膜㊂当压实密度一定时,极片的厚度与面密度相关㊂电池D面密度低㊁极片较㊀㊀图4㊀不同电池1.00C充电㊁5.00C放电循环测试的容量保持率Fig.4㊀Capacity retention of different batteries in1.00C charge,5.00C discharge cycle test薄,Li+在极片涂层中的迁移相对容易,Li+的嵌脱对活性材料结构的破坏较小,即较低的面密度有利于充放电㊂由此可知,降低电极面密度及采用热压化成工艺,均有利于延长电池的循环寿命㊂3㊀结论本文作者对比了两种不同比表面积及粒径的石墨负极材料对电池倍率性能的影响,考察了负极压实密度对电池直流内阻㊁保液量及循环性能的影响,优化了锂离子电池的制备工艺,开发出1.00C充电㊁5.00C放电循环1000次,容量保持率为91.3%的长寿命高倍率无人机用锂离子电池㊂研究发现,以颗粒粒径较小的G2人造石墨为负极活性材料制备的电池,保液量最大,倍率性能最优㊂在一定范围内,电解液保有量对电池大倍率放电寿命的影响大于直流内阻的影响㊂当负极压实密度为1.31g/cm3时,电池的容量衰减率最小㊂降低压实密度㊁面密度以及采用热压化成工艺,可延长高倍率锂离子电池的循环寿命㊂参考文献:[1]㊀ZENG X Q,ZHAN C,LU J,et al.Stabilization of a high-capacityand high-power nickel-based cathode for Li-ion batteries[J].Chem,2018,4(4):690-704.[2]㊀AGOSTINI M,BRUTTI S,NAVARRA M A,et al.A high-powerand fast charging Li-ion battery with outstanding cycle-life[J].SciRep,2017,7(1):1104.[3]㊀容亮斌,张国恒,李展江,等.石墨形貌对锂离子电池倍率性能的影响[J].电池,2018,48(2):113-116.[4]㊀黄峰涛.高功率型锂离子电池的研制[J].当代化工,2015,44(6):1266-1267.[5]㊀孙顺.磷酸铁锂电池循环性能衰减规律及加速寿命试验的研究[D].哈尔滨:哈尔滨工业大学,2018.[6]㊀郭艳娜.小型便携式锂离子电池体积能量密度研究[D].哈尔滨:哈尔滨工业大学,2017.[7]㊀李平,安富强,张剑波,等.电动汽车用锂离子电池的温度敏感性研究综述[J].汽车安全与节能学报,2014,5(3):224-237.收稿日期:2020-08-1626。
聚对苯二甲酰对苯二胺锂离子电池隔膜材料研究进展
第３３卷㊀第１２期２０１８年１２月㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀液晶与显示㊀㊀㊀C h i n e s e J o u r n a l o fL i q u i dC r y s t a l s a n dD i s p l a ys ㊀㊀㊀㊀㊀V o l ．３３㊀N o ．１２㊀D e c ．２０１８㊀㊀收稿日期:２０１８Ｇ０６Ｇ１６;修订日期:２０１８Ｇ０９Ｇ０６．㊀㊀∗通信联系人,E Ｇm a i l :t w o x ＠t s i n gh u a ．e d u ．c n 文章编号:１００７Ｇ２７８０(２０１８)１２Ｇ０９７３Ｇ０９聚对苯二甲酰对苯二胺锂离子电池隔膜材料研究进展何濂远,李京龙,闫鸿琛,谢春杰,田雯婷,施逸飞,庹新林∗(清华大学化学工程系高分子研究所先进材料重点实验室北京１０００８４)摘要:锂离子电池已经得到广泛应用,但是其隔膜安全性一直没有得到彻底解决.液晶高分子聚对苯二甲酰对苯二胺(P P T A )具有优异的耐热㊁耐腐蚀㊁制品尺寸稳定性好等特点,其纤维材料对位芳纶具有优异的力学性能,因此P P T A 作为锂离子电池隔膜材料具有很好的应用前景.但是将P P T A 制备成多孔膜是一个巨大的技术挑战.本文从技术进展的角度,详细综述了锂离子电池隔膜制备技术的进展情况,对P P T A 电池隔膜的各个技术路线进行比较分析.最后对本研究团队在P P T A 锂离子电池隔膜领域所做工作进行简要介绍.结果表明,利用P P T A 纳米纤维制备技术可以制备出厚度㊁孔隙率及电池性能优异的锂离子电池隔膜,P P T A 隔膜具有很好的应用前景.关㊀键㊀词:锂离子电池;隔膜;P P T A ;纳米纤维;液晶高分子中图分类号:O ６３３．４㊀㊀文献标识码:A㊀㊀d o i :１０．３７８８/Y J Y X S ２０１８３３１２．０９７３R e c e n t p r o g r e s s o f p o l y (p Ｇp h e n y l e n e t e r e p h t h a l a m i d e )s e p a r a t o r f o r l i t h i u mi o nb a t t e r yH EL i a n Ｇy u a n ,L I J i n g Ｇl o n g ,Y A N H o n g Ｇc h e n ,X I EC h u n Ｇji e ,T I A N W e n Ｇt i n g,S H IY i Ｇf e i ,T U O X i n Ｇl i n ∗(I n s t i t u t e o f P o l y m e rS c i e n c e a n dE n g i n e e r i n g ,D e p a r t m e n t o f C h e m i c a lE n g i n e e r i n g ,K e y L a b o r a t o r y o f A d v a n c e d M a t e r i a l s (M O E ),T s i n g h u aU n i v e r s i t y ,B e i j i n g １０００８４,C h i n a )A b s t r a c t :L i t h i u m Ｇi o nb a t t e r i e s d e v e l o p r a p i d l y th e s e y e a r s a n d r e c e i v ew i d e a t t e n t i o n f o r t h e i r a d v a n Ｇt a g e s o f n om e m o r y e f f e c t ,o u t s t a n d i n g c y c l e r e t e n t i o n a n d h i g h p o w e r d e n s i t y ．H o w e v e r ,w i d e l y us e d p o l y o l e f i n s e p a r a t o r s a r es t i l l u n s a f eb e c a u s e t h e y w i l l s h r i n ka th i g ht e m pe r a t u r e ．I no r d e r t os o l v e t h i s p r o b l e m ,p e o p l e c o m p o s e p o l y o l ef i ns e p a r a t o r sw i t hh e a t Ｇr e s i s t a n t i n o rg a n i c o r o r ga n i cm a t e r i a l s t o e n d o ws e p a r a t o r sw i t hr e s i s t a n c et ot h e r m a l s h r i n k a g ea sw e l l a ss h u t d o w nf u n c t i o n ．A m o n g al l t h e s em a t e r i a l s ,p o l y (p Ｇp h e n y l e n e t e r e p h t h a l a m i d e )(P P T A )s e p a r a t o r s i s v e r y p r o m i s i n g f o r t h e t h e r Ｇm a l s t a b i l i t y ,g o o d c h e m i c a l r e s i s t a n c e a n d e x c e l l e n tm e c h a n i c a l p r o pe r t i e s ．H o w e v e r ,i t i s s t i l l a g r e a t t e c h n i c a l c h a l l e n g ef o r P P T Aa s s e p a r a t o r d u e t o t h e d i f f i c u l t y i nm a n u f a c t u r i n gp r o p e r t y．T h i s r e v i e w f o c u s e s o nt h et e c h n i c a ld e v e l o p m e n t so fP P T A p u r ea n dc o m p o s i t es e p a r a t o r s ,a n di n t r o d u c e st h e c o n t r i b u t i o no f o u r r e s e a r c ht e a m o nP P T As e p a r a t o r ．P u r ea n dc o m p o s i t eP P T As e pa r a t o r sc a nb e . All Rights Reserved.p r o d u c e du s i n g P P T An a n o f i b e r s e l fＧa s s e m b l y m e t h o d,w h i c h r e s u l t s i n c o n t r o l l a b l e t h i c k n e s s,p o r o sＧi t y o f s e p a r a t o r a n d e x c e l l e n t b a t t e r yp r o p e r t i e s．T h e r e s u l t s s h o wt h a tP P T As e p a r a t o r i s p r o m i s i n g i n l i t h i u mi o nb a t t e r y a p p l i c a t i o na s s a f e s e p a r a t o r．K e y w o r d s:l i t h i u m i o nb a t t e r y;s e p a r a t o r;p o l y(pＧp h e n e l e n et e r e p h t h a l a m i d e);n a n o f i b e r;l i q u i dc r y s t a l l i n e p o l y m e r１㊀引㊀㊀言㊀㊀高性能可充放锂离子电池(L I B)具有电池电压高㊁比能量高㊁工作温度范围宽㊁循环寿命长和无记忆效应等优点,在移动通讯㊁航空航天㊁国防军工等众多高技术领域得到广泛应用[１Ｇ５].并且随着新能源及环保的迫切需求,L I B已经开始在电动汽车和储能等领域大规模应用.但是L I B 的安全性一直是限制其发展及应用的关键问题. L I B隔膜是锂离子电池安全性的关键组成部分. L I B隔膜是电绝缘性多孔薄膜,隔膜性能的优劣不仅影响着电池的容量㊁循环寿命等性能,更对电池的安全性起着至关重要的作用.目前L I B隔膜主要使用聚乙烯㊁聚丙烯微孔膜以及聚乙烯/聚丙烯复合微孔膜.由于这两种聚烯烃材料熔点较低,高温热尺寸稳定性差,高温电流遮断性能差,导致在大电流充放电条件下,电池内部温度会急剧升高,造成电池内部发生短路,给电池的使用带来安全隐患.而动力电池在高功率放电性能和安全性方面对隔膜提出了更高的要求.因此,研究安全的隔膜材料对于L I B的发展和应用具有重要的意义.２㊀锂离子电池隔膜性能要求锂离子电池基本结构都是由正极㊁负极㊁隔膜和电解液组成(图１).其中隔膜在锂离子电池中使正负极处于离子导通而电子绝缘的状态,这是锂离子电池发生电化学反应从而释放能量的基础.隔膜位于锂离子电池的正负极之间,当正负极材料以及电解液确定的情况下,隔膜的性能将直接决定电池的整体性能,可以说具有举足轻重的作用[６Ｇ９].正因为隔膜作用重大,因此性能要求多且苛刻.化学稳定性.除了使正负极隔离不直接发生化学反应外,隔膜本身也需要具有足够的化学稳定图１㊀锂离子电池的结构及工作原理F i g．１㊀S t r u c t u r ea n d w o r k i n g p r i n c i p l eo fl i t h i u mi o nb a t t e r y性.化学稳定性分３个层次:首先隔膜中不能含有与正负极活性物质或者电解质发生副反应的物质,否则会使活性物质失活甚至使整个电池性能迅速劣化;其次,隔膜本身不能与正负极的活性物质或者电解液发生反应.也就是说,隔膜本身须在电池体系中长期保持自身的性质不变;最后,隔膜须在强氧化还原条件下不发生电化学副反应.锂离子电池充放电时的电压窗口一般为３．０~４．２V,隔膜需要在这一电压窗口内保持化学性质的稳定,不能发生影响电池性能的副反应.厚度及均匀性.隔膜厚度会影响电池的能量密度㊁自放电以及离子导率.为了追求更高的电池密度,在保证强度的情况下,隔膜越薄越好.隔膜越薄,阻抗越低,就能在高倍率情况下释放出更多的电量.另一方面,隔膜过薄,则正负极之间距离近,更容易导致电池的自放电[１０Ｇ１１],电池的放电容量会有相应的下降.孔隙率.孔隙率主要影响隔膜的离子导率以及热闭合性能.孔隙率越高,则储存电解液的空间以及可供锂离子传输的空间比例就越高,锂离子传输阻力越小,离子导率就越高.同时,孔隙率４７９㊀㊀㊀㊀液晶与显示㊀㊀㊀㊀㊀㊀第３３卷㊀. All Rights Reserved.越高,隔膜中固态物质占的体积比就越小,在受热融化时就更难以将孔隙完全填补,热闭合性能将会受到影响[１２].孔径.目前常用正负极均采用 活性材料＋粘合剂＋集流体 的形式[１３].这样的正负极在组装及电解液浸泡过程中可能会产生活性材料的脱落.为了避免正负极活性材料相互接触的隐患,隔膜的孔径必须小于活性材料的最小粒径.但同时,孔径又不能太小,否则会增加锂离子传输的阻力,降低离子导率.渗透性.当隔膜的孔隙率与厚度确定后,渗透性反映的是隔膜中孔道的曲折程度.曲折程度越低,渗透性越好,则隔膜的离子导率也就越高[１４].隔膜渗透性的均匀性也会影响电池的安全性.渗透性不均匀会导致电极各处的电流密度不同,电流密度较大的地方更容易产生锂的不均匀沉积诱发枝晶的产生[１５],降低电池的安全性.因此,要求隔膜中的孔道在各处具有均匀的分布.机械强度.机械强度也是锂离子电池隔膜的一项关键参数,较高的机械强度可以保证隔膜在装配过程及电池充放电过程中保持隔绝的完整性.机械强度包含两个方面.一个是纵向拉伸强度[１６],须高于１００M P a;另一个是穿刺强度[１７],需高于３００g,以防止在电池装配及使用过程中被意外刺穿.润湿性.润湿性可以细分为浸润性与持液率.浸润性衡量的是隔膜本身是否容易被电解液润湿,持液率衡量的是隔膜在孔隙中长久存储电解液的能力.浸润性越好,则隔膜更加容易被电解液润湿,可以加快组装过程的速度[１８].尺寸稳定性.尺寸稳定性考察隔膜在浸润电解液前后是否发生卷曲,以及在产生较大温度变化时在三维尺寸上是否能保持稳定.浸润电解液后发生卷曲则会给电池组装过程带来操作难度;三维尺寸上的稳定性有利于提高电池的安全性能.热收缩.热收缩性能,即在高温下的隔膜尺寸稳定性,对于锂离子电池而言是影响电池安全的关键性因素.常用的聚烯烃材料,由于其多为拉伸法制备的多孔结构,且熔点较低,因此在接近熔点时会发生明显的收缩现象.一旦在异常受热的情况下隔膜收缩,正负极片将有可能发生直接接触㊁短路,造成热失控的恶性循环.热闭合性能.热闭合是利用聚烯烃较低熔点的特性,在隔膜发生热失控时聚烯烃融化将孔隙封堵,从而切断锂离子的传输通路,以达到切断电路防止进一步热失控的目的.成本.作为成熟的商业化材料,成本是一个绕不开的话题.之所以现在聚烯烃隔膜运用如此广泛,其低廉的成本是一个非常重要的因素.３㊀锂离子电池隔膜研究进展从以上锂离子电池隔膜性能要求来看,聚烯烃隔膜较低的熔点是L I B安全性较差的本源.因此,为了提升L I B隔膜的安全性同时保持或提升电池性能,目前主要有两种发展趋势.３．１㊀功能化聚烯烃复合隔膜这一技术路线主要是将聚烯烃隔膜与其他材料复合,制备功能化的聚烯烃复合隔膜,在利用聚烯烃多孔膜热闭合特性的同时,借助其他材料提升隔膜耐热性与浸润性.一种思路是将聚烯烃隔膜与其他高分子材料复合,这方面的研究包括:P V D F/P E复合微孔膜[１９]㊁用偏氟乙烯Ｇ六氟丙烯共聚物(P V D FＧH F P)包覆P E微孔膜并通过辐照增加结合强度[２０]㊁用电纺偏氟乙烯Ｇ三氟氯乙烯共聚物(P V D FＧC T F E)纤维包覆P P微孔膜[２１]㊁通过旋涂后交联制备的聚氧化乙烯(P E O)包覆聚丙烯微孔膜[２２]等.但是与聚烯烃复合的高分子材料本身的熔点并不高(如P V D F熔点为１７７ħ),因此复合隔膜尽管在浸润性上有显著提升,但耐热性依然是一个待解决的问题.另一种思路是将聚烯烃隔膜与耐高温同时又具有亲水性的无机材料复合,这方面已有的研究包括:利用多巴胺自聚作为粘合剂同时改善亲水性的A l２O３包覆P E微孔膜[２３]㊁以丁苯橡胶(S B R)和羧甲基纤维素(C M C)为粘合剂的A l２O３包覆P E微孔膜[２４],以P V D FＧH F P为粘合剂的A l２O３/S i O２/Z r O２包覆聚烯烃隔膜[２５Ｇ２９]等,以及将两种思路进行组合的功能高分子/无机材料/聚烯烃复合隔膜[３０Ｇ３２].这些复合隔膜借助耐高温的无机材料获得了较高的耐热性,但是仍面临难题.因为要将无机材料与已经成型的聚烯烃多孔膜复合必须添加粘合剂,粘合剂不足则这些粉末状的无机材料容易脱落,添加过量则容易堵塞原５７９第１２期㊀㊀何濂远,等:聚对苯二甲酰对苯二胺锂离子电池隔膜材料研究进展. All Rights Reserved.有的离子孔道,造成离子导率下降.这些高分子粘合剂在有机电解液中容易溶胀,进而失去粘合性.另外,与第一种思路相同的问题是,这些高分子粘合剂本身的熔点并不高,不能彻底解决聚烯烃隔膜的安全隐患.３．２㊀非聚烯烃隔膜另一种趋势则是将聚烯烃多孔膜基底直接替换成其他的耐高温㊁亲水性材料制备的隔膜,这种方法解决了必须与聚烯烃复合的难题,同时通过一些较低熔点的材料可以获得热闭合性能.目前这方面的研究有:聚酰亚胺(P I)/ P V D F/P I电纺丝复合隔膜[３３]㊁P V D F/间位芳纶(P M I A)/P V D F电纺丝复合隔膜[３４]㊁聚对苯撑苯并双恶唑(P B O)纳米纤维膜[３５]等.这些隔膜在孔隙率㊁耐热性㊁浸润性方面平衡非常出色,但是其制造成本非常高昂.４㊀P P T A锂离子电池隔膜聚对苯二甲酰对苯二胺(P P T A)是一种溶致液晶高分子,分子主链上苯环和酰胺呈平面共轭状态,导致其分子链非常刚性;而且分子间可以形成氢键作用.将P P T A分子取向排列可以制备成高强高模纤维,我国称为对位芳纶.对位芳纶纤维从开发出来已经有４０年的历史[３６],已经是一种成熟的高性能纤维,从成本上来说具有非常大的优势.其具有密度小(１．４４g/c m３)㊁比强度高(比强度为普通钢丝的６倍)㊁耐热性好(热分解温度高达５５０ħ)㊁耐腐蚀性及化学稳定性好等优点,广泛用于民用及军工领域[３７Ｇ３８].与结构接近的聚间苯二甲酰间苯二胺(P M I A)相比,对位芳纶的力学性能更加优秀,耐有机溶剂性更佳,同时纤维的吸水率更低.这些特点都表明,P P T A是更加适用于电池隔膜的材料.但是,将P P T A制备成锂离子电池隔膜在技术上还面临巨大的挑战.由于P P T A难以溶解,利用相分离制备P P T A多孔膜技术难度巨大,而且难以实现稳定的工业生产;利用无纺布法制备隔膜在原理上虽然可行,但是因为现有的对位芳纶纤维直径都在１０μm左右,直接利用对位芳纶短纤或浆粕制备隔膜存在隔膜强度低,结构不均匀等问题;利用涂覆法在聚烯烃隔膜表面复合上P P T A隔膜是一个折中的方法,但是同样需要解决P P T A和聚烯烃隔膜粘接的问题;利用P P T A 纳米纤维制备锂离子电池隔膜是最近几年出现的新的方法,但是目前工艺不成熟,还需要进一步发展改进.４．１㊀P P T A/聚烯烃复合隔膜对位芳纶纤维已经是成熟的工业化产品,因此,将对位芳纶纤维破碎纳米化,再与聚烯烃隔膜复合制备P P T A/聚烯烃复合隔膜也成为了最常用的解决思路[３９Ｇ４０].K o t o v等开发出了化学劈裂法来制备芳纶纳米纤维(A N F)[４１Ｇ４３].该法通过强碱氢氧化钾,在二甲基亚砜(D M S O)中将对位芳纶分子链上的酰胺键部分去质子化,使P P T A分子链带负电荷,然后利用阴离子化的P P T A长链之间的静电排斥作用,成功制备了P P T A纳米纤维的均匀分散液.以这种阴离子化的芳纶纳米纤维为建造基材,将其与聚二烯丙基二甲基氯化铵(P D D A)[４１]㊁P E O[４２]㊁聚丙烯酸(P A A)[４３]复合,制备出了透明㊁耐高温㊁高强度的芳纶纳米纤维复合薄膜材料.这些隔膜材料力学性能优异,防锂枝晶穿刺能力强,但是由于孔隙率低,电池容量较低,充放电性能差.为了改善上述隔膜的性能,将P P T A纳米纤维与聚烯烃隔膜进行复合是一个好的解决方案.但是聚烯烃本身亲水性非常差,与P P T A纳米纤维之间缺乏足够强的作用力;同时,P P T A纳米纤维分散于强碱性的D M S O溶液中,无法添加常规的粘合剂来使其与聚烯烃复合.H u等利用多巴胺将P P T A纳米纤维与聚丙烯隔膜结合在一起[４４Ｇ４５],得到的A N F与聚丙烯复合隔膜具有较好的高温尺寸稳定性,同时也被赋予了较好的亲水性,同时离子导率也得到提高,展现出了较为出色的倍率性能[４６].但是其使用多巴胺作为粘合剂,其长期使用的稳定性并没有得到研究.除了利用P P T A纳米纤维,也有研究将芳纶纤维制备成浆粕,采用涤纶纤维作为粘合材料,共同热压形成无纺布的方式制备隔膜材料[４７Ｇ４８].该隔膜具有与常用的聚烯烃隔膜接近的孔隙率与阻抗,具有一定的实用价值.但是涤纶材料耐热性并不高,依然不能彻底解决隔膜耐热性问题.而且浆粕和涤纶纤维都是粗纤维,不能用于制备薄的隔膜.此外,上述制备P P T A复合隔膜的方６７９㊀㊀㊀㊀液晶与显示㊀㊀㊀㊀㊀㊀第３３卷㊀. All Rights Reserved.法仍然存在两个问题.其一是这些方法均是以已经生产完成的对位芳纶纤维为原料,将其破碎成纳米纤维或者浆粕后再进行复合.从整个生产过程来看,这些方法是先从反应物聚合产生芳纶树脂,通过液晶纺丝的方法将树脂纺丝成高强度的芳纶纤维,然后再将纤维破碎与其他材料进行复合生产宏观材料.这种方法经历了 自下而上㊁自上而下㊁自下而上 三步过程,过程繁琐费事,同时会带来巨大的资源与能量浪费.如果能够在聚合反应的过程中就控制P P T A形成纳米纤维并产生孔道结构,那么便可以省去后面的两步,只通过一次自下而上的聚合过程就可以得到P P T A复合隔膜.另一个问题则是依然没有解决粘合剂的问题,在上面的制备方法中,P E O㊁P D D A㊁多巴胺以及涤纶纤维分别起到了粘合剂的作用,但是存在使用稳定性差㊁耐热性差㊁成本高等问题.本课题组在研究过程发现了一种通过不良溶剂诱导相分离合成多孔的P P T A纳米纤维的方法(图２).图２㊀P P T A＠P P s制备流程示意图F i g．２㊀S c h e m a t i c i l l u s t r a t i o n o f t h e f a b r i c a t i o np r o c e s s o fP P T A＠P P s通过调节P P T A聚合过程中的反应物浓度和助溶剂浓度,并且将聚合得到的聚合液置于特定浓度的凝固浴中进行凝固,即可得到均匀多孔的P P T A纳米纤维多孔网络结构.将这种方法应用于多孔的聚烯烃隔膜上,则P P T A聚合液因为粘度较低可以深入聚烯烃的孔道之中,而在凝固成纳米纤维的过程中体积膨胀,在凝固之后产生锚定作用和聚烯烃隔膜产生牢固结合.这种物理锚定的强度足以替代粘合剂,同时具有良好的耐久性.利用这种方法,可以连续制备芳纶纳米纤维/聚烯烃复合隔膜,具有很强的实用价值.４．２㊀纯P P T A锂离子电池隔膜将P P T A与聚烯烃隔膜进行复合,存在难以粘接㊁电池性能下降等问题.因此,近些年开始出现纯P P T A锂离子电池隔膜的研究.I f u k u等将A N F制备方法中的K O H及D M S O换成了碱性较弱的N a O H的１０％(质量分数)水溶液,通过碱液破坏部分酰胺键对P P T A 进行部分水解,之后通过高压水射流雾化处理的方法,将芳纶纤维破碎成纳米纤维[４９].之后,将破碎后的纳米纤维抽滤并干燥,得到纯对位芳纶的隔膜.这种方法一方面生产过程繁琐,需要 自下而上㊁自上而下㊁自下而上 的三步过程,而且得到的隔膜孔隙率低,电池性能较差.王纯等利用浓硫酸为溶剂,P V P(聚乙烯基吡咯烷酮)㊁P E G(聚乙二醇)为致孔剂,将商用P P T A纤维溶解后,在纯水中进行相分离过程制备了高通量的P P T A平板多孔膜用于水分离过程[５０Ｇ５２].该工作在与玻璃基底接触的界面上出现了P P T A纳米纤维多孔膜的结构,但并未做更深入的研究来调控整个膜的形貌,作者认为相分离过程中原纤化微孔结构的形成原因是表面上致孔剂P E G的溶出.图３㊀P P隔膜和芳纶隔膜组装电池测定倍率性能图F i g．３㊀CＧr a t e c a p a b i l i t i e so f c e l l sa s s e m b l e dw i t hP Ps e p a r a t o r a n da r a m i dm e m b r a n e本课题组创造性地采用了在P P T A聚合完成之后直接制备P P T A纳米纤维的方式制备出了对位芳纶纳米纤维隔膜[５３].在该研究中, P P T A聚合体系中被加入了少量辅助成纤的端甲基聚氧乙烯醚(m P E G),并在聚合后得到的P P T A冻胶体中加入NＧ甲基吡咯烷酮将聚合体分散成具有良好流动性的凝胶体.接着在高速搅拌剪切的条件下向该凝胶体中加入水或醇类沉淀７７９第１２期㊀㊀何濂远,等:聚对苯二甲酰对苯二胺锂离子电池隔膜材料研究进展. All Rights Reserved.剂,得到可以稳定均匀的P P T A 纳米纤维分散液.将这种纳米纤维分散液进行抽滤并干燥后得到多孔结构的P P T A 锂离子电池隔膜.该方法操作简单,得到的孔结构均匀,具有很好的工业化应用前景.但是因为在制备过程中使用负压抽滤的方法制备隔膜,在抽滤过程中纤维会因为压力而变得密实.在之后的加热干燥过程中,水分迅速蒸发,毛细现象的出现会导致纤维之间发生聚并.这两个因素导致这种方法制备的隔膜孔隙率不高,因而离子导率比常用的C e l ga r d２４００隔膜要低(图３).本课题组最近将不良溶剂诱导相分离过程进行改进,通过优化涂膜基底,并采用冷冻干燥的方法避免毛细现象带来的纤维聚并孔隙减少的问题,制备出了具有超高孔隙率的独立支撑的P P T A 纳米纤维膜.该隔膜将离子导率提高了一个数量级(和聚烯烃及其他对位芳纶隔膜相比,表１),非常适于大电流放电的锂离子动力电池使用.表１㊀３种隔膜与孔隙率相关的参数对比T a b ．１㊀C o m p a r i s o no f t h e p r o p e r t i e s r e l a t e d t o t h e p o r o s i t y o f t h e t h r e e s e pa r a t o r s 样品名称密度/(g c m －３)表观密度/(g c m －３)膜厚/μm 理论孔隙率/％实测孔隙率/％电解液持液量/％液体通量/(L m －３ h)C e l g a r d２４０００．８９~０．９２０．５４２５３９％－４１％~３８％９０％８４纳米纤维膜[５３]１．４４－２２~２６－１１．１~２２．２１２５~１４６－自支撑膜１．４４０．０８２１００９４~９１１２５０１１２５５㊀展㊀望液晶高分子P P T A 优异的性能及良好的性价比使其有望成为新一代安全高性能锂离子电池隔膜材料.但是研究开发出可规模生产㊁同时性能优异稳定的P P T A 隔膜还需要大量的研究改进.从目前研究进展看,将P P T A 纳米纤维制备方法进行改进,将P P T A 与聚烯烃隔膜进行复合,进而制备出孔结构均匀可控㊁隔膜厚度符合锂离子电池应用要求的方案最具应用前景.从长远来看,P P T A 纳米纤维自支撑隔膜具有很好的潜在应用价值.但是该方案还需要和锂离子电池紧密结合,严格评估其真实使用性能.此外在P P T A 自支撑隔膜制备方法上还需要进一步改进,以提高其工业规模生产的便利性和稳定性.参㊀考㊀文㊀献:[１]㊀WA K I HA R A M．R e c e n td e v e l o p m e n t s i n l i t h i u mi o nb a t t e r i e s [J ]．M a t e r i a l sS c i e n c ea n dE n g i n e e r i n g :R :R e Ｇpo r t s ,２００１,３３(４):１０９Ｇ１３４．[２]㊀伊廷锋,胡信国,高昆．锂离子电池隔膜的研究和发展现状[J ]．电池,２００５,３５(６):４６８Ｇ４７０．Y ITF ,HU X G ,G A O K．R e s e a r c ha n dd e v e l o p m e n t s t a t u so f s e p a r a t o r s f o rL i Ｇi o nb a t t e r i e s [J ]．B a t t e r y Bi Ｇm o n t h l y ,２００５,３５(６):４６８Ｇ４７０．(i nC h i n e s e )[３]㊀T A R A S C O NJM ,A R MA N D M．I s s u e sa n dc h a l l e n g e s f a c i n g r e c h a r g e a b l e l i t h i u m b a t t e r i e s [J ]．N a t u r e ,２００１,４１４(６８６１):３５９Ｇ３６７．[４]㊀刘国强,厉英．先进锂离子电池材料[M ]．北京:科学出版社,２０１５．L I U G Q ,L IY．A d v a n c e dL i t h i u m Ｇi o nB a t t e r y M a t e r i a l s [M ]．B e i j i n g :S c i e n c eP r e s s ,２０１５．(i nC h i n e s e )[５]㊀王振华,彭代冲,孙克宁．锂离子电池隔膜材料研究进展[J ]．化工学报,２０１８,６９(１):２８２Ｇ２９４．WA N GZH ,P E N GDC ,S U N K N．R e s e a r c h p r o g r e s s o f s e pa r a t o rm a t e r i a l s f o r l i t h i u mi o nb a t t e r i e s [J ]．C I E S C J o u r n a l ,２０１８,６９(１):２８２Ｇ２９４．(i nC h i n e s e)[６]㊀X I A N G Y Y ,L I J S ,L E I JH ,e t a l ．A d v a n c e d s e pa r a t o r s f o r l i t h i u m Ｇi o n a n d l i t h i u m Ｇs u l f u rb a t t e r i e s :a r e v i e wo f r ec e n t p r o gr e s s [J ]．C h e m s u s c h e m ,２０１６,９(２１):３０２３Ｇ３０３９．８７９㊀㊀㊀㊀液晶与显示㊀㊀㊀㊀㊀㊀第３３卷㊀. All Rights Reserved.[７]㊀A R O R AP ,Z HA N GZ M．B a t t e r y s e p a r a t o r s [J ]．C h e m i n fo r m ,２００４,３５(５０):４４１９Ｇ４４６２．[８]㊀Z HA N GSS ．Ar e v i e wo n t h e s e p a r a t o r s o f l i q u i d e l e c t r o l y t eL i Ｇi o n b a t t e r i e s [J ]．J o u r n a l o f P o w e r S o u r c e s ,２００７,１６４(１):３５１Ｇ３６４．[９]㊀L E E H ,Y A N I L MA Z M ,T O P R A K C IO ,e t a l ．Ar e v i e wo f r e c e n t d e v e l o p m e n t s i nm e m b r a n e s e p a r a t o r s f o r r e Ｇc h a r g e a b l e l i t h i u m Ｇi o nb a t t e r i e s [J ]．E n e r g y &En v i r o n m e n t a lS c i e n c e ,２０１４,７(１２):３８５７Ｇ３８８６．[１０]㊀杨增武,苗萌,贺狄龙．锂离子电池自放电行为研究概述[J ]．电源技术,２０１６,４０(６):１３０９Ｇ１３１１．Y A N GZ W ,M I A O M ,H EDL ．P r o g r e s s o f s e l f Ｇd i s c h a r g eb e h a v i o r o f l i t h i u m Ｇi o nb a t t e r y [J ]．C h i n e s eJ o u r n a l o f P o w e rS o u r c e s ,２０１６,４０(６):１３０９Ｇ１３１１．(i nC h i n e s e )[１１]㊀胡家佳,许涛,方雷．锂离子电池自放电影响因素及测量方法研究[J ]．电源技术,２０１７,４１(３):４９５Ｇ４９７．HUJ J ,X U T ,F A N G L ．R e s e a r c ho n f a c t o r sa n d m e a s u r em e t h o d so f l i t h i u mi o nb a t t e r i e ss e l f Ｇd i s c h a r ge [J ]．C h i n e s eJ o u r n a l of Po w e rS o u r c e s ,２０１７,４１(３):４９５Ｇ４９７．(i nC h i n e s e )[１２]㊀D I N GJ ,K O N G Y ,Y A N GJR．P r e p a r a t i o no f p o l y i m i d e /p o l y e t h y l e n e t e r e p h t h a l a t e c o m p o s i t em e m b r a n e f o r l i Ｇi o nb a t t e r y b yp h a s e i n v e r s i o n [J ]．J o u r n a l o f t h eE l e c t r o c h e m i c a lS o c i e t y ,２０１２,１５９(８):A １１９８ＧA １２０２．[１３]㊀柴丽莉,张力,曲群婷,等．锂离子电池电极粘结剂的研究进展[J ]．化学通报,２０１３,７６(４):２９９Ｇ３０６．C HA IL L ,Z HA N G L ,Q U Q T ,e ta l ．P r o g r e s so fe l e c t r o d eb i n d e r i nl i t h i u mi o nb a t t e r i e s [J ]．C h e m i s t r y ,２０１３,７６(４):２９９Ｇ３０６．(i nC h i n e s e)[１４]㊀HU T T E NIM．H a n d b o o k o f N o n w o v e nF i l t e rM e d i a [M ]．A m s t e r d a m :E l s e v i e r ,２００７．[１５]㊀程新兵,张强．金属锂枝晶生长机制及抑制方法[J ]．化学进展,２０１８,３０(１):５１Ｇ７２．C H E N G X B ,Z HA N G Q．G r o w t h m e c h a n i s m sa n ds u p p r e s s i o ns t r a t e gi e so fl i t h i u m m e t a ld e n d r i t e s [J ]．P r o g r e s s i nC h e m i s t r y ,２０１８,３０(１):５１Ｇ７２．(i nC h i n e s e )[１６]㊀A S TM I n t e r n a t i o n a l ．S t a n d a r dt e s tm e t h o df o r t e n s i l e p r o p e r t i e so f p l a s t i c s [E B /O L ]．[２０１８Ｇ０４Ｇ２０]．h t t ps ://w w w．a s t m．o r g/S t a n d a r d s /D ６３８．h t m．[１７]㊀A S TMI n t e r n a t i o n a l ．S t a n d a r d t e s tm e t h o d f o r t e n s i l e p r o p e r t i e s o f t h i n p l a s t i c s h e e t i n g [E B /O L ]．[２０１８Ｇ０４Ｇ２０]．h t t p s ://w w w．a s t m．o r g/S t a n d a r d s /D ８８２．[１８]㊀HWA N G K ,KWO NB ,B Y U N H．P r e p a r a t i o n o f P V D Fn a n o f i b e rm e m b r a n e s b y e l e c t r o s p i n n i n g a n d t h e i r u s e a s s e c o n d a r y b a t t e r y s e p a r a t o r s [J ]．J o u r n a l o f M e m b r a n eS c i e n c e ,２０１１,３７８(１/２):１１１Ｇ１１６．[１９]㊀F A N GLF ,S H I JL ,L IH ,e t a l ．C o n s t r u c t i o no f p o r o u s c o a t i n g l a ye r a n de l e c t r o c h e m i c a l p e rf o r m a n c e so f t h e c o r r e s p o n d i ng m o d i f i e d p o l y e th y l e n e s e p a r a t o r s f o r li t h i u mi o nb a t t e r i e s [J ]．J o u r n a l o f A p p l i e d P o l y m e rS c i Ｇe n c e ,２０１４,１３１(２１):４１０３６．[２０]㊀K I M KJ ,K I MJH ,P A R K M S ,e t a l ．E n h a n c e m e n t o f e l e c t r o c h e m i c a l a n d t h e r m a l p r o p e r t i e so f p o l y e t h yl e n e s e p a r a t o r s c o a t e dw i t h p o l y v i n y l i d e n e f l u o r i d e –h e x a f l u o r o p r o p y l e n e c o Ｇp o l ym e r f o rL i Ｇi o nb a t t e r i e s [J ]．J o u r n a l o f P o w e rS o u r c e s ,２０１２,１９８:２９８Ｇ３０２．[２１]㊀L E E H ,A L C O U T L A B IM ,T O P R A K C IO ,e t a l ．P r e p a r a t i o n a n d c h a r a c t e r i z a t i o no f e l e c t r o s pu nn a n o f i b e r Ｇc o a Ｇt e dm e m b r a n e s e p a r a t o r s f o r l i t h i u m Ｇi o nb a t t e r i e s [J ]．J o u r n a l o f S o l i dS t a t eE l e c t r o c h e m i s t r y ,２０１４,１８(９):２４５１Ｇ２４５８．[２２]㊀MA NCZ ,J I A N GP ,WO N GK W ,e t a l ．E n h a n c e dw e t t i n g p r o p e r t i e s o f a p o l y p r o p y l e n e s e pa r a t o r f o r a l i t h i u m Ｇi o nb a t t e r y b y h y p e r t h e r m a lh y d r o g e n i n d uc e dc r o s s Ｇl i n k i n g o f p o l y (e t h y l e n eo x ide )[J ]．J o u r n a lof M a t e r i a l s C h e m i s t r y A ,２０１４,２(３０):１１９８０Ｇ１１９８６．[２３]㊀L E ET ,L E EY ,R Y O U M H ,e t a l ．Af a c i l e a p p r o a c h t o p r e p a r e b i o m i m e t i c c o m p o s i t e s e p a r a t o r s t o w a r d s a f e t y Ｇe n h a n c e d l i t h i u ms e c o n d a r y ba t t e r i e s [J ]．R S CA d v a n c e s ,２０１５,５(４９):３９３９２Ｇ３９３９８．[２４]㊀S H IC ,Z HA N GP ,C H E NLX ,e t a l ．E f f e c t o f a t h i n c e r a m i c Ｇc o a t i n g l a y e r o n t h e r m a l a n d e l e c t r o c h e m i c a l p r o p Ｇe r t i e s o f p o l y e t h y l e n e s e p a r a t o r f o r l i t h i u m Ｇi o nb a t t e r i e s [J ]．J o u r n a l o f P o w e rS o u rc e s ,２０１４,２７０:５４７Ｇ５５３．[２５]㊀J E O N G H S ,L E ESY．C l o s e l yp a c k e dS i O ２na n o p a r t i c l e s /p o l y (v i n y l i d e n e f l u o r i d e Ｇh e x a f l u o r o p r o p y l e n e )l a y e r s Ｇc o a t e d p o l y e t h y l e n es e p a r a t o r sf o rl i t h i u m Ｇi o nb a t t e r i e s [J ]．J o u r n a lo f Po w e r S o u r c e s ,２０１１,１９６(１６):６７１６Ｇ６７２２．[２６]㊀L I U H Y ,X UJ ,G U OB H ,e t a l ．E f f e c t o f S i O ２c o n t e n t o n p e r f o r m a n c e o f p o l y p r o p y l e n e s e pa r a t o r f o r l i t h i u m i o nb a t t e r i e s [J ]．J o u r n a l o f A p p l i e dP o l ym e rS c i e n c e ,２０１４,１３１(２３):２０５Ｇ２１２．９７９第１２期㊀㊀何濂远,等:聚对苯二甲酰对苯二胺锂离子电池隔膜材料研究进展. All Rights Reserved.[２７]㊀L I U H Y ,X UJ ,G U OB H ,e t a l ．P r e p a r a t i o na n d p e r f o r m a n c eo f s i l i c a /p o l y p r o p y l e n e c o m p o s i t e s e p a r a t o r f o r l i t h i u m Ｇi o nb a t t e r i e s [J ]．J o u r n a l o f Ma t e r i a l sS c i e n c e ,２０１４,４９(２０):６９６１Ｇ６９６６．[２８]㊀L I U H Y ,X UJ ,G U OBH ,e t a l ．E f f e c t o fA l ２O ３/S i O ２c o m p o s i t e c e r a m i c l a y e r s o n p e r f o r m a n c e o f p o l y p r o p y l Ｇe n e s e pa r a t o r f o r l i t h i u m Ｇi o nb a t t e r i e s [J ]．C e r a m ic s I n t e r n a t i o n a l ,２０１４,４０(９):１４１０５Ｇ１４１１０．[２９]㊀K I M KJ ,KWO N H K ,P A R K M S ,e t a l ．C e r a m i c c o m p o s i t e s e p a r a t o r s c o a t e dw i t hm o i s t u r i z e dZ r O ２na n o p a r Ｇt i c l e s f o r i m p r o v i n g t h ee l e c t r o c h e m i c a l p e r f o r m a n c ea n dt h e r m a l s t ab i l i t y o f l i t h i u mi o nb a t t e r i e s [J ]．P h y s ic a l C h e m i s t r y C h e m i c a lP h ys i c s ,２０１４,１６(２０):９３３７Ｇ９３４３．[３０]㊀L E E Y ,L E E H ,L E E T ,e ta l ．S y n e r g i s t i c t h e r m a l s t a b i l i z a t i o no f c e r a m i c /c o Ｇp o l y i m i d ec o a t e d p o l y p r o p y l e n e s e p a r a t o r s f o r l i t h i u m Ｇi o nb a t t e r i e s [J ]．J o u r n a l o f Po w e rS o u r c e s ,２０１５,２９４:５３７Ｇ５４４．[３１]㊀WA N GJ ,HUZY ,Y I N X N ,e t a l ．A l u m i n a /p h e n o l p h t h a l e i n p o l y e t h e r k e t o n e c e r a m i c c o m p o s i t e p o l y p r o p y l e n e s e pa r a t o r f i l mf o r l i t h i u mi o n p o w e rb a t t e r i e s [J ]．E l ec t r o c h i m i c aA c t a ,２０１５,１５９:６１Ｇ６５．[３２]㊀Y A N GPT ,Z HA N GP ,S H I C ,e t a l ．T h e f u n c t i o n a l s e p a r a t o r c o a t e dw i t h c o r e –s h e l l s t r u c t u r ed s i l i c a –p o l y(m e t h y lm e t h a c r y l a t e )s u b Ｇm i c r o s p h e r e s f o r l i t h i u m Ｇi o nb a t t e r i e s [J ]．J o u r n a l o f Me m b r a n eS c i e n c e ,２０１５,４７４:１４８Ｇ１５５．[３３]㊀WU DZ ,S H IC ,HU A N GSH ,e t a l ．E l e c t r o s p u nn a n o f i b e r s f o r s a n d w i c h e d p o l y i m i d e /p o l y (v i n y l i d e n e f l u o r Ｇi d e )/p o l y i m i d e s e pa r a t o r sw i t h t h e t h e r m a l s h u t d o w n f u n c t i o n [J ]．E l e c t r o c h i m i c aA c t a ,２０１５,１７６:７２７Ｇ７３４．[３４]㊀Z HA IY Y ,WA N GN ,MA OX ,e t a l ．S a n d w i c h Ｇs t r u c t u r e dP V D F /P M I A /P V D Fn a n o f ib r o u s s e pa r a t o r sw i t h r o Ｇb u s tm ec h a n i c a l s t r e n g t ha nd t he r m a l s t a b i l i t yf o r l i t h i u mi o nb a t t e r i e s [J ]．J o u r n a l o f M a t e r i a l sC h e m i s t r y A ,２０１４,２(３５):１４５１１Ｇ１４５１８．[３５]㊀HA O X M ,Z HUJ ,J I A N G X ,e t a l ．U l t r a s t r o n gp o l y o x y z o l en a n o f i b e rm e m b r a n e s f o r d e n d r i t e Ｇpr o o f a n dh e a t Ｇr e s i s t a n t b a t t e r y s e pa r a t o r s [J ]．N a n oL e t t e r s ,２０１６,１６(５):２９８１Ｇ２９８７．[３６]㊀KWO L E C KS ．W h o l l y a r o m a t i c c a rb oc y c l i c p o l y c a r b o n a m idef i b e r h a v i ng o r i e n t a t i o n a n gl e o f l e s s t h a n a b o u t ４５o :U S ,３８１９５８７[P ]．１９７４Ｇ０６Ｇ２５．[３７]㊀Y A N G H H．A r o m a t i cH i g h ＧS t r e n gt hF i b e r s [M ]．N e w Y o r k :W i l e y ,１９８９．[３８]㊀G A R C íAJM ,G A R C íAFC ,S E R N AF ,e t a l ．H i g h Ｇp e r f o r m a n c e a r o m a t i c p o l y a m i d e s [J ]．P r o g r e s s i nP o l y m e r S c i e n c e ,２０１０,３５(５):６２３Ｇ６８６．[３９]㊀T A K A Y A N A G I M ,K A T A Y O S E T．N ＧS u b s t i t u t e d p o l y (p Ｇp h e n y l e n et e r e p h t h a l a m i d e )[J ]．J o u r n a lo f P o l y m e rS c i e n c e :P o l y m e rC h e m i s t r y Ed i t i o n ,１９８１,１９(５):１１３３Ｇ１１４５．[４０]㊀T A K A Y A N A G IM ,K A J I Y AMA T ,K A T A Y O S E T．S u r f a ce Ｇm o d if i e dK e v l a r f i b e r Ｇr e i n f o r c e d p o l y e t h y l e n ea n d i o n o m e r [J ]．J o u r n a l o f A p p l i e dP o l y m e rS c i e n c e ,１９８２,２７(１０):３９０３Ｇ３９１７．[４１]㊀Y A N G M ,C A O K Q ,S U IL ,e t a l ．D i s p e r s i o n s o f a r a m i dn a n o f i b e r s :an e wn a n o s c a l e b u i l d i ng b l o c k [J ]．A C S N a n o ,２０１１,５(９):６９４５Ｇ６９５４．[４２]㊀T U N GSO ,HO S ,Y A N G M ,e ta l ．A d e n d r i t e Ｇs u p p r e s s i n g c o m p o s i t e i o nc o n d u c t o r f r o m a r a m i dn a n o f i b r e s [J ]．N a t u r eC o mm u n i c a t i o n s ,２０１５,６(１):６１５２．[４３]㊀Y A N G M ,C A O K Q ,Y E OM B ,e t a l ．A r a m i dn a n o f i b e r Ｇr e i n f o r c e d t r a n s p a r e n t n a n o c o m p o s i t e s [J ]．J o u r n a l o f C o m p o s i t eM a t e r i a l s ,２０１５,４９(１５):１８７３Ｇ１８７９．[４４]㊀WA I T EJH．S u r f a c e c h e m i s t r y :m u s s e l po w e r [J ]．N a t u r eM a t e r i a l s ,２００８,７(１):８Ｇ９．[４５]㊀L E EBP ,M E S S E R S M I T H PB ,I S R A E L A C HV I L I JN ,e t a l ．M u s s e l Ｇi n s p i r e d a d h e s i v e s a n d c o a t i n g s [J ]．A n Ｇn u a lR e v i e wo f Ma t e r i a l sR e s e a r c h ,２０１１,４１:９９Ｇ１３２．[４６]㊀HUSY ,L I NSD ,T U YY ,e t a l ．N o v e l a r a m i d n a n o f ib e r Ｇc o a t ed p o l y p r o p y le n e s e p a r a t o r sf o r l i t h i u mi o n b a t t e r Ｇi e s [J ]．J o u r n a l o f M a t e r i a l sC h e m i s t r y A ,２０１６,４(９):３５１３Ｇ３５２６．[４７]㊀WA N G Y ,Z HA N H Y ,HUJ ,e t a l ．W e t Ｇl a i dn o n Ｇw o v e n f a b r i c f o r s e p a r a t o r o f l i t h i u m Ｇi o nb a t t e r y [J ]．J o u r n a l o f P o w e rS o u r c e s ,２００９,１８９(１):６１６Ｇ６１９．[４８]㊀WA N GY ,D O U XL ,Y A O YZ ,e t a l ．S t u d y o nw e t Ｇl a i dn o n w o v e n s e p a r a t o r o f l i t h i u m Ｇi o nb a t t e r y [J ]．T e x t i l e R e s e a r c hJ o u r n a l ,２０１２,８２(１６):１６５９Ｇ１６６５．[４９]㊀I F U K US ,MA E T A H ,I Z AWA H ,e t a l ．F a c i l e p r e p a r a t i o n o f a r a m i dn a n o f i b e r s f r o m T w a r o n f i b e r s b y a do w n Ｇs i z i n gpr o c e s s [J ]．R S CA d v a n c e s ,２０１４,４(７６):４０３７７Ｇ４０３８０．０８９㊀㊀㊀㊀液晶与显示㊀㊀㊀㊀㊀㊀第３３卷㊀. All Rights Reserved.[５０]㊀WA N G C ,X I A O CF ,HU A N G Q L ,e ta l ．As t u d y o ns t r u c t u r ea n d p r o p e r t i e so f p o l y (p Ｇp h e n y l e n e t e r e p h Ｇt h a m i d e )h y b r i d p o r o u sm e m b r a n e s [J ]．J o u r n a l o f Me m b r a n eS c i e n c e ,２０１５,４７４:１３２Ｇ１３９．[５１]㊀王纯．对位芳香族聚酰胺多孔膜制备及性能研究[D ]．天津:天津工业大学,２０１６．WA N GC ．P r e p a r a t i o na n d p r o p e r t y s t u d y o f p o l y (p Ｇp h e n y l e n e t e r e p h t h a m i d e )p o r o u sm e m b r a n e s [D ]．T i a n ji n :T i a n j i nP o l y t e c h n i cU n i v e r s i t y,２０１６．(i nC h i n e s e )[５２]㊀王纯,肖长发,黄庆林．聚对苯二甲酰对苯二胺多孔膜的制备及表征[J ]．高分子材料科学与工程,２０１４,３０(１２):１４９Ｇ１５４,１５９．WA N GC ,X I A O C F ,HU A N G Q L ．F a b r i c a t i o na n dc h a r a c t e r i z a t i o no f p o l y (pＧp h e n y l e n et e r e p h t h a m i d e )p o r o u sm e m b r a n e s [J ]．P o l y m e rM a t e r i a l sS c i e n c e a n dE n g i n e e r i n g ,２０１４,３０(１２):１４９Ｇ１５４,１５９．(i nC h i n e s e )[５３]㊀L I JL ,T I A N W T ,Y A N H C ,e t a l ．P r e p a r a t i o na n d p e r f o r m a n c e o f a r a m i dn a n o f i b e rm e m b r a n e f o r s e pa r a t o r o f l i t h i u mi o nb a t t e r y [J ]．J o u r n a l o f A p p l i e dP o l ym e rS c i e n c e ,２０１６,１３３(３０):４３６２３．作者简介:何濂远(１９９３－),男,上海人,硕士,２０１８年于清华大学获得硕士学位,主要从事对位芳纶纳米纤维用于锂电池方面的研究.E Ｇm a i l :t h u h s r ．x ＠f o x m a i l ．c o m庹新林(１９７３－),男,湖北十堰人,副研究员,２００２年于清华大学获得博士学位,主要从事液晶高分子高性能材料及生物医用材料的研究.E Ｇm a i l :t u o x l ＠t s i n gh u a ．e d u ．c n １８９第１２期㊀㊀何濂远,等:聚对苯二甲酰对苯二胺锂离子电池隔膜材料研究进展. All Rights Reserved.。
【精品】锂电池浆料性质及关键影响因素分析
【精品】锂电池浆料性质及关键影响因素分析π导语锂电池电极浆料是电池的开头，也是最重要的环节。
电极浆料涉及的内容很多，包括材料学、颗粒学、流体⼒学、物理学等多学科的内容。
浆料质量的好坏，虽然只⽤粘度、固含量、粒度等参数表⽰，但是其影响因素却众多，这也是我迟迟不敢总结的原因。
其实，透过现象看本质，了解影响浆料性质的核⼼，必然能对症下药，解决不良浆料的难题。
锂离⼦电池的⽣产制造，是由⼀个个⼯艺步骤严密联络起来的过程。
整体来说，锂电池的⽣产包括极⽚制造⼯艺、电池组装⼯艺以及最后的注液、预充、化成、⽼化⼯艺。
在这三个阶段的⼯艺中，每道⼯序⼜可分为数道关键⼯艺，每⼀步都会对电池最后的性能形成很⼤的影响。
在极⽚制造⼯艺阶段，可细分为浆料制备、浆料涂覆、极⽚辊压、极⽚分切、极⽚⼲燥五道⼯艺。
在电池组装⼯艺，⼜根据电池规格型号的不同，⼤致分为卷绕、⼊壳、焊接等⼯艺。
在最后的注液阶段⼜包括注液、排⽓、封⼝、预充、化成、⽼化等各个⼯艺。
极⽚制造⼯序是整个锂电池制造的核⼼内容，关系着电池电化学性能的好坏，⽽其中浆料的优劣⼜显得尤为重要。
⼀、浆料基本理论锂离⼦电池电极浆料是流体的⼀种，通常流体可以分为⽜顿流体和⾮⽜顿流体。
其中，⾮⽜顿流体⼜可分为胀塑性流体、依时性⾮⽜顿流体、假塑性流体和宾汉塑性流体等⼏种。
⽜顿流体是指在受⼒后极易变形，且切应⼒与变形速率成正⽐的低粘性流体。
任⼀点上的剪应⼒都同剪切变形速率呈线性函数关系的流体。
⾃然界中许多流体是⽜顿流体。
⽔、酒精等⼤多数纯液体、轻质油、低分⼦化合物溶液以及低速流动的⽓体等均为⽜顿流体。
⾮⽜顿流体，是指不满⾜⽜顿黏性实验定律的流体，即其剪应⼒与剪切应变率之间不是线性关系的流体。
⾮⽜顿流体⼴泛存在于⽣活、⽣产和⼤⾃然之中。
⾼分⼦聚合物的浓溶液和悬浮液等⼀般为⾮⽜顿流体。
绝⼤多数⽣物流体都属于现在所定义的⾮⽜顿流体。
⼈⾝上⾎液、淋巴液、囊液等多种体液，以及像细胞质那样的“半流体”都属于⾮⽜顿流体。
锂离子电池(配料)实习报告
河南机电高等专科学校毕业实习报告系部：电气工程系专业：应用化工技术班级：化工091学生姓名：***学号：*********2012年3月18日毕业实习任务书1．时间：2012年3月12日～2012年3月23日，共两周2. 实习单位：太行新能源科技有限公司3. 实习目的：掌握锂离子电池的整个生产流程及其工艺；重点掌握锂离子电池的配料流程及其材料性质与作用。
4. 实习任务：①结合本次毕业实习目的，认真按照自己实习过程中所去实习单位发展及生产概况，联系自己专业知识在实际当中的应用，总结自己的心得体会。
②作好实习笔记，对自己所发现的疑难问题及时请教解决。
③内容应涉及到每个实习单位，论述详细。
实习报告前言内容在太行新能源科技有限公司实习已经有一个月了，在这一个月中，我曾在制片车间与配料车间实习过，学了很多东西，将学校所学的知识用于实践中，同时从实践中学到许多在学校没有学到的东西。
如配料的配比，配料的时间控制，注意事项以及配料的整个流程，极片合格的判定等，同时还体会到了人际交往的重要性，与人相处的一些方法和手段，还学习了一些管理理念和管理方法，在实习期间真是获益匪浅。
1、实习单位及内容1.1太行新能源科技有限公司河南太行新能源科技有限公司（原国营755厂）是一家以经营电池为主和生产加工型企业，公司位于河南新乡，注册资本为50000万人民币，主要经营锂电池等产品。
河南新能源科技有限公司（简称新太行锂电公司）。
是一家真心专业从事动力锂离子电池研发、生产，销售的高科技公司，公司座落于河南新乡牧野经济开发区，占地300亩。
新太行锂电公司已经建成年产3000万只圆柱型锂离子电池和能力。
产品规格20多种，覆盖园柱锂离子电池、动力锂离子电池等等。
新太行锂电公司的产品广泛应用于笔记本电脑、电动玩具、电动工具、电动自行车、电动车、LED灯、航模、数码相机、电子器械等等领域。
秉城“诚信、专业、共赢”的经营理念，坚持用户至上、质量第一、以科技服务客户，坚持技术进步、不断创新、不断超越，已经成为一家在电工电气行业颇具实力和规模的企业。
聚合物锂离子高倍率电池知识介绍
聚合物锂离子高倍率电池知识介绍讲解：冉刚一、聚合物锂离子电池的构成)\磷酸铁锂（LiFePO4）\镍钴锰酸锂（Li(NiCoMn)O2）、1.正极：钴酸锂（LiCoO2粘接剂（PVDF）、导电剂（SP)、溶剂（NMP）、集流体-基材（铝箔-AI)。
2.负极：石墨（C)、粘接剂（SBR）、增稠剂（CMC)、导电剂（SP)、溶剂（水）、集流体-基材（铜箔-Cu)。
3.电解液4.隔离膜5.极耳6.铝塑膜（外包装）二、工作原理三、相关术语1．电极(electrode)电池的核心部分，它是由活性物质和导电骨架组成。
活性物质是指正、负极中参加成流反应的物质，是化学电源产生电能的源泉，是决定化学电源基本特性的重要部分。
2．能量(energy)及比能量电池的能量是指电池在一定的放电条件下对外做功所能输出的电能。
通常用瓦时（Wh）表示。
比能量是指单位重量或单位体积的电池所给出的能量，也叫重量比能量或体积比能量，也称能量密度，常用Wh/kg或Wh/L表示。
3．功率(power)及比功率电池的功率是指在一定的放电条件下，单位时间内电池输出的能量，单位为瓦（W）或千瓦（KW）。
单位重量或单位体积的电池输出功率称为比功率，其大小表征电池所能承受的工作电流的大小。
P(功率）=I（工作电流）*U（平均工作电压）4．容量(capacity)电池存贮能量能力的参数。
例如：5000mAh—代表电池在负载情况下，以5000mAh恒流放电，大约可放1小时。
以同一负载，用2500mA恒流放电，大约可放2小时。
5．倍率C-Rate在不同电流下能放出的能量，一般而言，电芯都需要测试在不同恒流情况下的放电性能。
电池倍率（C数--多少倍率）如何评估？当用电池1C容量的N倍电流放电，其放出容量在电池1C容量的85%以上时，我们认为电池的放电倍率为N倍率。
如：一个2000mAh电池，当用2000mA电池放电时，放电时间为60min，如果用60000mA放电，放电时间在1.7min，我们认为该电池放电倍率是30倍率（30C）。
羧甲基纤维素钠在锂电池里的应用
羧甲基纤维素钠在锂离子电池中的应用黏结剂是制备锂离子电池电极时必需的关键材料，其主要作用是连接集流体、导电成分和活性成分，并且在提高锂离子电池性能，尤其是循环性能方面有重要作用。
羧甲基纤维素是纤维素的羧甲基化衍生物，是一种高分子化合物，吸水后易膨胀，在水中溶胀时可以形成透明的黏稠胶液，因此可以作为一种水性黏结剂．CMC不仅价格相对便宜，而且对环境无危害；在制备电池时，对湿度要求不严苛，且制备的电极干燥速度较快，因此电极制作过程更为简便。
Mazouzi等单独将CMC作为黏结剂应用到硅负极中，当充放电循环至50次时，其电池比容量为1175mAhg-；Oumellal等同样在硅负极中单独使用CMC作为黏结剂，制备的电池比容量达到1200mAhg-左右。
上述研究均采用了高聚合度的商用CMC，结果表明单独使用高聚合度的商用CMC时电池的循环性能并不理想，因此一些研究人员探索引入其他材料形成复合黏结剂，以提升电池循环性能。
丁苯橡胶(SBR)的力学性能与天然橡胶类似，但其耐热性和耐老化性都更加优良。
SBR 只需以水作为分散剂，属于环保型水性黏结剂。
另外，由于SBR具有良好的弹性，在充放电过程中电池活性物质发生的体积变化会得到相应的缓冲，所以SBR已广泛用于锂离子电池石墨负极、碳负极、硅负极、碳硅复合负极以及其他负极材料中。
已有研究表明，将高聚合度的商用CMC和SBR一起使用，可以提升锂离子电池的电化学性能．Liu 等将SBR与高聚合度CMC联用制备的硅电极和碳包覆硅电极表现出了优异的循环性能，在600mAhg-的恒容充放电中循环70次能保持设定容量的95%，其中碳包覆硅电极能在1000mAhg-的恒容充放电中稳定循环60次。
Buqa等将SBR与商用CMC一起应用于含10%（质量分数）硅的硅/碳负极中，制备的电池负极材料同样表现出了优良的电化学性能，循环150次后比容量保持在550mAhg-左右。
但是SBR的价格较高、导电性差，导致电池成本增加，并且占用了电池内部的宝贵空间，降低了有效电极材料的填充密度，因此在电池电极制备过程中减少或避免添加SBR具有十分重要的意义。
SBR在锂离子电池中的影响
SBR使用不合理，会造成极片微观结构差异，影响石墨负极粘结性能，在辊压时容易出现黏辊；影响石墨负极与铜箔之间的粘结性能，极片在电池充放电过程中容易极化，引起负极掉料降低电池的使用寿命。
因此对SBR 正确的认识、分析SBR对锂电池性能的影响，合理使用SBR对锂离子电池有重要的意义。
SBR连接机理首先了解一下SBR在浆料中如何才能起到黏接剂的作用。
只有石墨和炭黑颗粒均匀分散在浆料和极片中，锂离子电池才能表现出较好的性能。
石墨和炭黑颗粒因为都是表面疏水性、非极性，没有添加剂其在水中发生聚集不能分散。
石墨负极与炭黑分散时以阴离子分散剂为主，以非离子分散剂为辅，可以取得稳定的分散体系，一般负极石墨负极选用SBR 和CMC两者协同作为黏结剂，CMC称为增稠剂，SBR称为黏结剂。
选用SBR和CMC两者协同作为黏结剂的原因：1）SBR黏结性虽然很强，但不能长时间高速搅拌。
如果匀浆时加入SBR 后再长时间的搅拌，SBR容易破乳，因其结构遭到破坏而降低了黏结性，一般SBR选择在搅拌后期加入低速搅拌，浆料配备后如果不能进行涂布，需要低速搅拌代替静置。
另外SBR分散效果不好，过多的SBR会产生较大溶胀，所以不单独用SBR作为黏结剂。
2）CMC对于负极石墨的分散能够起到很好的作用。
CMC在水溶液中会分解，其分解产物将在石墨表面吸附，吸附后石墨颗粒因静电而相互排斥，达到很好分散效果。
当CMC的比例很高时，多出来CMC没有吸附到石墨颗粒表面，这些CMC结合导致相互之间的引力大于吸附后石墨颗粒之间的斥力，形成的石墨颗粒团聚。
CMC呈脆性，如果黏结剂只用CMC配备石墨负极浆料，在后序制片过程中，辊压时石墨负极会出现塌陷，分切时出现严重的掉粉。
3）匀浆工艺中CMC和SBR合理比例混合可以互相弥补缺陷，因而石墨负极浆料具有良好的涂布性能。
CMC和SBR与石墨、炭黑之间的配比需要通过一系列的试验数据，然后选择优化的配比方案。
另外CMC 和SBR混合的方式及搅拌工艺也对浆料性能产生影响，这些都需要时间过程中通过试验数据摸索稳定的工艺，其中S BR主要起黏结、CMC起增稠作用。
深度剖析锂离子电池鼓胀原因
深度剖析锂离子电池鼓胀原因北极星储能网来源:锂电派2017/9/18关键词: 锂离子电池锂离子电池鼓胀电池极片锂离子电池由于具有高寿命、高容量被广泛推广使用，但是随着使用时间的延长，其存在鼓胀、安全性能不理想和循环衰减加快的问题也日益严重，引起了锂电界深度的分析和抑制研究。
根据实验研发经验，笔者将锂电池鼓胀的原因分为两类，一是电池极片的厚度变化导致的鼓胀；二是由于电解液氧化分解产气导致的鼓胀。
在不同的电池体系中，电池厚度变化的主导因素不同，如在钛酸锂负极体系电池中，鼓胀的主要因素是气鼓；在石墨负极体系中，极片厚度和产气对电池的鼓胀均起到促进作用。
一、电极极片厚度变化在锂电池使用过程中，电极极片厚度会发生一定的厚度变化，尤其是石墨负极。
据现有数据，锂电池经过高温存储和循环，容易发生鼓胀，厚度增长率约6%~20%，其中正极膨胀率仅为4%，负极膨胀率在20%以上。
锂电池极片厚度变大导致的鼓胀根本原因是受石墨的本质影响，负极石墨在嵌锂时形成LiCx(LiC24、LiC12和LiC6等)，晶格间距变化，导致形成微观内应力，使负极产生膨胀。
下图是石墨负极极片在放置、充放电过程中的结构变化示意图。
石墨负极的膨胀主要是嵌锂后产生不可恢复膨胀导致的。
这部分膨胀主要与颗粒尺寸、粘接剂以及极片的结构有关。
石墨负极的膨胀造成卷芯变形，使电极与隔膜间形成空洞，负极颗粒形成微裂纹，固体电解质相界面(SEI)膜发生破裂与重组，消耗电解液，使循环性能变差。
影响负极极片变厚的因素有很多，粘接剂的性质和极片的结构参数是最重要的两个。
石墨负极常用的粘接剂是SBR，不同的粘接剂弹性模量、机械强度不同，对极片的厚度影响也不同。
极片涂布完成后的轧制力也影响负极极片在电池使用中的厚度。
在相同的应力下，粘接剂弹性模量越大，极片物理搁置反弹越小；充电时，由于Li+嵌入，使石墨晶格膨胀；同时，因负极颗粒及SBR 的形变，内应力完全释放，使负极膨胀率急剧升高，SBR处于塑性变形阶段。
粘结剂对锂电负极浆料流变特性和微观结构的影响机理
粘结剂对锂电负极浆料流变特性和微观结构的影响机理锂离子电池浆料是一种典型的微颗粒系统，其中包含石墨，炭黑，PVDF，CMC，SBR，和溶剂（油性或水性）。
由于其他颗粒和聚合物粘结剂之间力的相互作用（如桥接、吸引力或静电斥力）在颗粒系统中会形成各种微观结构。
负极浆料的微观结构依赖于CMC和石墨的比例，当CMC与石墨的比例适中时，由于CMC在石墨表面的吸附和CMC的空间位阻斥力使石墨颗粒分散。
然而当CMC与石墨的比例很高时，由于多余的没有吸附在石墨表面的CMC结合导致引力大于斥力，最终会形成的石墨颗粒团聚。
我们知道极片在干燥期间，由于SBR的迁移形成了不同的浆料微观结构和极片微观结构，浆料和极片的微观结构会直接影响到电池的性能:当炭黑和活性物质均匀分散在浆料和电极中时，电池就会有表现出较好的性能。
因此，为了提高电池的性能我们必须了解浆料以及极片的微观结构形成的机理。
石墨和炭黑颗粒由于其非极性和表面疏水性导致聚集在水中不能分散。
了解负极浆料中的CMC和SBR的对石墨颗粒的分散以及对浆料的微观结构形成的影响非常重要。
然而，很少有关于水性负极粘结剂浆料的微观结构形成的机理的研究。
在本研究中，探讨了CMC和SBR对三种负极浆料的微观结构形成的影响：石墨-SBR，石墨-CMC，石墨-CMC-SBR。
其中SBR和CMC分别有不同的添加量。
实验通过流变测试和低温扫描电镜表征（-140℃测试图像）结果。
实验材料：1，石墨：粒径=8.11 mm，密度=2.23 g/cm3，比表=12.12 m2/g2，SBR：直径=140nm3，CMC:分子量330,000 g/mol 取代度DS=0.74，流变仪第一种：石墨-SBR体系当只有石墨颗粒没有SBR的时候，如图1a粘度随剪切应力的变化:,在低剪切力下粘度保持不变，表明体系类似于固相的表现。
在过了某一临界点后，粘度就会急剧下降。
这个点就把它定义为屈服应力。
此时存储模量G’大于损失模量G’’。
影响锂离子电池负极片剥离强度的因素
电 池BATTERY BIMONTHLY第49卷第3期2019年 6月Vol. 49,No. 3Jun. ,2019DOI ：10. 19535/j. 1001 - 1579.2019. 03.014影响锂离子电池负极片剥离强度的因素霍首星，白玲玲，董义，马佰瑞[中航锂电（洛阳）有限公司，河南洛阳471000]摘要:探讨棍压速度、极片存放时间、环境湿度、负极浆料中丁苯橡胶（SBR ）含量和涂布速度对石墨体系负极极片剥离强度的影响。
棍压速度从5 m/min 增大到70 m/min 时，剥离强度平均降低20. 66%；棍压前后的极片，存放第11 d 的剥离强度平均降低18. 99%和12.05%；环境湿度为10% -34%时，楹压前后的极片，剥离强度均呈先上升、后下降再上升的趋势，存 放棍压后极片的环境湿度控制在10% ~ 16%为宜；负极浆料中SBR 含量从1.25%增大到2. 99%时，棍压前后剥离强度分别平均提高779. 22%和354. 02% ;涂覆速度在20-70 m/min 范围内时，极片剥离强度呈现先上升、后下降趋势，最大相对标准偏差为9.43%。
关键词：規压速度；剥离强度；存放时间；负极片；环境湿度；丁苯橡胶（SBR ）中图分类号:TM912.9 文献标志码：A 文章编号：1001 -1579（2019）03 - 0236 - 04Factors influencing the peeling strength of Li-ion battery negative platesHUO Shou-xing,BAI Ling-ling ,DONG Yi ,MA Bai-rui[China Aviation Lithium Battery ( Luo-yang) Co.,Ltd.,Luoyang ,Henan 471000, Chinn ]Abstract ： Effects of the rolling speed , storage time of negative plates , ambient humidity , thickness of negative plates , the styrenebutadiene rubber ( SBR ) content in negative slurry and the speed of coating were determined on the peel strength of negative plates in graphite system. The average peel strength of negative plates was reduced by 20. 66% when the rolling speed increased from 5 m/minto 70 m/min. Before rolling,the average peel strength of negative plates was reduced by 1& 99% after 11 d of storage. After rolling,theaverage peel strength of negative plates was reduced by 12. 05% after 11 d of storage. Before and after rolling when ambient humiditywas in the range of 10% 〜34% , the average peel strength of negative plates present and 354. 02% respectively a trend of firstincreased , then decreased and then increased. Ambient humidity of negative plates should be controlled in the range of 10% or 16% during the production process. The average peel strength of negative plates before and after rolling was increased by 779. 22% and354. 02% respectively when the SBR content in anode slurry increased from 1. 25% to 2. 99%. Besides , when the speed of coating wasin the range of 20 -70 m/min , the average peel strength of negative plates presented a trend of first increased and then decreased , the maximum relative standard deviation was 9. 43%.Key words :rolling speed ； peel strength ； storage time ； negative plate ； ambient humidity ； styrene butadiene rubber (SBR)卷绕式电池负极片在弯折处易脱落或断裂，不仅影响电 池循环性能，还会产生析锂现象，造成安全隐患⑴。
锂离子电池常用的粘结剂的种类、作用及性能
锂离子电池常用的粘结剂的种类、作用及性能锂离子电池粘结剂一般都是高分子化合物，电池中常用的粘结剂有；(1)PV A(聚乙烯醇)PV A的分子式为卡CH2CHOH手JJ，聚合度”一般为700—2000，PV A是一种亲水性高聚物白色粉末，密度为1，24—1．34g•cm-3。
PV A可与其他水溶性高聚物混溶，如与淀粉、CMC、海藻钠等都有较好的混溶性。
(2)聚四氟乙烯(PTFE)PTFE俗称“塑料王”，是一种白色粉末，密度为2．1—2．3g•CITI+，热分解温度为415℃。
PTFE电绝缘性能好，耐酸，耐碱，耐氧化。
PTFE的分子式为卡CF2一CF2头。
，是由四氟乙烯聚合而成的。
nCF2＝CF、2一卡CF2＝CF2于。
常用60％的PTFE乳液作电极粘结剂。
(3)羧甲基纤维素钠(CMC)CMC为白色粉末，易溶于水，并形成透明的溶液，具有良好的分散能力和结合力，并有吸水和保持水分的能力。
(4)聚烯烃类(PP，PE以及其他的共聚物)；(5)(PVDF／NMP)或其他的溶剂体系；(6)粘接性能良好的改性SBR橡胶；(7)氟化橡胶；(8)聚胺酯。
锂电池用粘接剂；锂离子电池中，由于使用电导率低的有机电解液，因而要求电极的面积大，而且电池装配采用卷式结构，电池的性能的提高不仅对电极材料提出了新的要求，而且对电极制造过程中使用的粘接剂也提出了新的要求。
1、粘接剂的作用及性能；(1)保证活性物质制浆时的均匀性和安全性；(2)对活性物质颗粒间起到粘接作用；(3)将活性物质粘接在集流体上；(4)保持活性物质间以及和集流体间的粘接作用；(5)有利于在碳材料(石墨)表面上形成SEI膜。
2、对粘接剂的性能要求；(1)在干燥和除水过程中加热到130—180~C情况下能保持热稳定性；(2)能被有机电解液所润湿；(3)具有良好的加工性能；(4)不易燃烧；(5)对电解液中的I．iClQ，I．iPP、6等以及副产物I．iOH，㈠2C03等稳定；(6)具有比较高的电子离子导电性；(7)用量少，价格低廉；以往的镍镉、镍氢电池，使用的电解液是水溶液体系，粘接剂可以使用PV A，CMC等水溶性高分子材料，或PTFE的水分散乳液。
锂离子电池负极满嵌锂石墨的热稳定性
锂离子电池负极满嵌锂石墨的热稳定性吴欢欢，代娟，朱振东，彭文（合肥国轩高科动力能源有限公司，安徽 合肥 230012 ）摘要:将锂与石墨负极各组分进行组合，模拟满嵌锂石墨内部的物质组成，研究锂离子电池中负极满嵌锂石墨的热稳定性。
在25~400 C 内，满嵌锂石墨存在4个放热区间。
100〜135 C 的区间归属为固体电解质相界面（SEI ）膜的分解；随着温度的升高，嵌入在石墨内部的锂相继与残余的电解液、羧甲基纤维素（CMC ）及丁苯橡胶（SBR ）发生热反应，分别对应于220~270 C 、270〜320 C 和 330~350 C 的区间。
关键词:锂离子电池；负极材料；满嵌锂石墨；热稳定性中图分类号:TM912. 9 文献标志码:A 文章编号：1001-1579（2020）05-0446-04Thermal stability of fully lithiated graphite anode of Li-ion batteryWU Huan-huan,DAI Juan,ZHU Zhen-dong ,PENG Wen(Gotion High - Tech Power Energy Co., Ltd., Hefei , Anhui 230012, China )Abstract : Thermal stability of fully lithiated graphite anode of Li-ion battery was studied by combining lithium and the componentsof graphite anode to simulate the composition of fully lithiated graphite. In 25 - 400 C , there were four regions of fully lithiatedgraphite. The region of 100-135 C was attributed to the solid electrolyte interface ( SEI) film decomposition. With the temperatureincreasing,the thermal reactions among lithium, residual electrolyte, carboxymethyl cellulose ( CMC ) and styrene butadiene rubber(SBR) were occurred successively ,corresponding to the regions of 220-270 C ,270-320 C and 330-350 C.Key words : Li-ion battery ； anode material ； fully lithiated graphite ； thermal stability锂离子电池的热失控反应可分为不同阶段，涉及多个化 学及电化学反应过程［1-2］o 电池在充电状态下，正极处于脱 锂态，表现岀强氧化性；负极处于嵌锂态，反应活性较强，危险性较高。
锂离子电池粘结剂生产工艺流程
锂离子电池粘结剂生产工艺流程英文回答：Lithium-ion batteries are widely used in various electronic devices and electric vehicles due to their high energy density and long cycle life. The production process of lithium-ion battery electrodes involves the use of a binder, which is a crucial component in ensuring the structural integrity and stability of the battery.The production process of lithium-ion battery binders typically involves the following steps:1. Material selection: The first step is to select the appropriate binder material. Common binder materials used in lithium-ion batteries include polyvinylidene fluoride (PVDF), carboxymethyl cellulose (CMC), and styrene-butadiene rubber (SBR). The choice of binder material depends on factors such as electrode composition, desired adhesion properties, and cost.2. Binder preparation: Once the binder material is selected, it needs to be prepared for use. This involves dissolving the binder material in a suitable solvent to form a binder solution. The concentration of the binder solution may vary depending on the specific requirements of the battery electrodes.3. Mixing: The binder solution is then mixed with other electrode components, such as active materials, conductive additives, and solvents. This mixing process ensures that the binder is evenly distributed throughout the electrode mixture, providing uniform adhesion and stability.4. Coating: The mixed electrode slurry is then coated onto a current collector, such as aluminum foil or copper foil. This coating process is typically done using a doctor blade or a roll-to-roll coating machine. The binder helps to bind the electrode materials to the current collector, forming a solid and conductive electrode.5. Drying: After coating, the electrode is dried toremove the solvent. This can be done through various methods, such as air drying, infrared drying, or vacuum drying. The drying process ensures that the binder forms a strong bond with the electrode materials, enhancing the structural integrity of the electrode.6. Calendering: In some cases, the dried electrode may undergo a calendering process. Calendering involves compressing the electrode to improve its density and mechanical strength. The binder plays a crucial role in maintaining the integrity of the electrode during the calendering process.7. Electrode assembly: Finally, the electrodes are assembled into a lithium-ion battery cell along with other components, such as separators and electrolytes. The binder ensures that the electrodes remain securely attached to the current collectors, allowing for efficient charge and discharge cycles.中文回答：锂离子电池由于其高能量密度和长循环寿命，在各种电子设备和电动车中得到广泛应用。
粘结剂应用常见问题及解决思路
1、浆料沉降怎么办？原因：(1)选用的 CMC 种类不适用，CMC 的取代度和分子量会一定程度的影响浆料稳定性，例如取代度低的 CMC 亲水性差，对石墨的润湿性好，但浆料的悬浮能力差；(2)CMC 用量少，不能有效的悬浮住浆料；(3)捏合过程参与捏合的 CMC 用量太多，导致游离在颗粒之间、起悬浮作用的CMC用量不足，往往会导致浆料稳定性不好；(4)高的机械作用力、浆料的酸碱性波动都可能会导致 SBR 的破乳，从而使得浆料沉降；解决思路：(1)换用或者搭配取代度高、分子量大的CMC，例如量产配方中WSC 与CMC2200的搭配使用，WSC 本身分子量低、取代度低，对石墨的润湿好、悬浮能力弱，搭配 CMC2200之后，浆料的稳定性得到了大幅的提升；(2)增加 CMC 的用量是提升浆料稳定性的最有效的手段之一，但要找到工序能力和电池的低温性能的平衡点；(3)减少捏合的 CMC 用量，提高游离 CMC 的含量，可以一定程度的提升浆料稳定性；(4)SBR 加入浆料体系之后，要把自转的搅拌速度降低；2、过滤时堵孔，无法过滤怎么办？原因：(1)活性物质润湿差，没有分散；(2)SBR 破乳导致的不能过滤；解决思路：(1)采用捏合工艺;(2)SBR 加入浆料体系之后，要把自转的搅拌速度降低，防止破乳的发生；3、浆料出现凝胶怎么办？原因：凝胶产生主要分为两种：一种是物理凝胶，另一种是化学凝胶。
1）物理凝胶：阴极活性材料、SP、溶剂 NMP 已吸水，或环境中的水含量超标，容易形成物理凝胶。
这是因为在颗粒的周围包裹有 PVDF 的高分子链，当浆料中分含量超标时，高分子链运动受阻，高分子链之间相互缠结，降低了浆料的流动性，出现凝胶现象。
2）化学凝胶：在制备高镍或高碱性活性材料的过程或静止过程中，容易产生化学凝胶现象。
这是因为 PVDF 在碱基的高 pH 环境（如下图所示），高分子主链容易脱 HF 生成双键，同时浆料中存在的水分或者溶剂中的胺进攻双键，形成交联，从而严重影响降低了生产能力，恶化电池性能。
锂离子电池极片剥离强度影响因素
锂离子电池极片剥离强度影响因素锂离子电池极片剥离强度影响因素锂离子电池极片剥离强度是指极片活性物质与集流体粘附在一起的牢固程度，是极片的重要指标之一。
对极片剥离强度的测试，可评估黏结剂的使用是否合理，以及合浆、涂布工序的质量。
涂层与集流体之间的剥离强度对影响锂离子电池的循环性能和内阻也会存在影响。
剥离强度的评价方法：（1）定性评价：划格法：握住切割刀具使刀垂直于试板表面, 先后以横着和竖着以均匀的切割速率在涂层上形成规定的切割数,所有切割应划透至底材表面切口直至底材； 清除表面刮出的颗粒，用手指把粘胶带在网格上方的部位压平；贴上胶带放置一段时间，拿住胶带悬空的一端,并在尽可能接近60°的角度,在0.5秒至1秒内平稳地撕去胶带。
（2）定量评价：180°剥离法将极片自由端对折180°，把极片自由端和试验板分别夹在上、下夹持器上，在同一环境中用拉力试验机以50mm/min的拉伸速度进行连续剥离，直至极片和涂层完全分离，可以直接读取极片。
测试方法：再将一定宽度的透明胶带横贴在晾干后的无刻度钢板尺底部，端面平齐；再将双面胶贴在透明胶带上，长度与透明胶带的宽度相同，位置居中；最后，将测试样品贴在双面胶上，端面平齐，用压轮在极片表面自由来回辊压3次。
将实验样品的负极片未粘贴的一端翻折180后，夹在拉力机的上夹持器上，对负极片进行剥离，待极片集流体和涂层完全分离时，读取剥离强度的测试结果，以稳定阶段BC段的平均值作为剥离强度值。
剥离强度的影响因素：测试因素：（1）极片宽度对剥离强度的影响当极片宽度为20 ～ 35 mm时，随着负极极片宽度的增加，剥离强度逐渐上升主要原因是所用的双面胶为25 mm宽，当极片宽度为20 mm、25 mm时，剥离过程会导致极片边缘与双面胶接触，极片双面胶与负极涂覆区接触的面积变小，黏结强度随胶粘剂与被粘表面接触面积的增大而增加;当极片宽度大于25 mm 时，不同宽度极片在剥离过程的重心不同，当极片宽度为35mm时，极片重心达到最佳位置，测试值趋于稳定。
双层涂布技术
双层涂布技术对锂离子电池极片进行多层的微观结构设计可以提高性能，比如：（1）通过极片层级精细设计，构造“离子和电子高速通道”，减小锂离子扩散阻力，减缓容量衰减；（2）通过调控极片多孔结构的梯度分布，实现上层高孔隙率结构，下层高压实密度结构，完美兼顾高能量密度和超级快充双核心。
为了提高这种精细结构的生产效率，同时双层涂布技术应运而生，主要配置两种不同的浆料，通过多层涂布，提高电极的性能。
以下是一些双层结构电极具体实例：（1）粘结剂分层结构：涂布干燥时，由于毛细管力作用，粘结剂会向表面迁移，并且随着涂布提速和涂层厚度的增大，干燥过程中粘合剂迁移越发严重，将进一步减弱敷料与集流体之间的粘结力，对电池性能有着负面的影响。
为解决该问题，双层结构中底层浆料可以采用高配比的SBR进行补偿。
图1 SBR分层结构电极（2）导电剂分层结构：研究两层结构LFP极片中每一层导电剂含量对电池性能的影响。
电化学性能测试结果表明在总导电剂含量5%不变的情况下，靠近集流体的下层导电剂含量高的极片性能更好。
如图所示2所示，与上层导电剂含量多相比（图a），下层导电剂含量更多（图b）能够形成更多地导电通路，极片电子传输电阻低，电池倍率性能和循环稳定性提升。
图2 导电剂垂直分布对电子传导影响（3）活性颗粒种类、粒径分层：利用活性物质本身不同的特性，例如高能量密度型、高功率型，设计多层结构极片，同时实现电池高能量密度和高功率特点。
而且通过采用不同的活性物质形态可以实现对结构的控制，如活性物质不同的粒径分布。
图3 活性颗粒粒径分层结构（4）孔隙率分层结构：具有梯度孔隙率的双层结构正极极片如图4所示，对于图4a，上层的孔隙率大于底层。
而对于图4b，上层和底层的孔隙率几乎没有差别。
电极的特殊结构和合理的孔隙率分布有利于锂离子在厚电极内部的迁移，从而在高电流密度下具有更好的电化学性能。
电化学性能测试表明，图4a电极具有更高的初始库仑效率、优越的循环性能和更好的倍率性能。