锂离子电池正极浆料凝胶现象
锂电池制作过程中常见异常及解决方案
锂电池制作过程中常见异常及解决方案一、浆料异常及解决方案异常1：沉降，粘度变化大原因：浆料不稳定的原因是吸水，粘接剂少，未分散好；解决方法：调整原材料选型，主要是考虑比表，粘度等，调整搅伴工艺（主要转速，线速度，时间等），调整粘结剂用量，控制环境水分。
异常2：固含量低原因：消耗NMP多，主要原因是正极比表大，正极径小，搅伴时间长，粘接剂固含量低；解决方法：调整搅伴工艺（主要转速，线速度，时间等），调整正极选型，调整粘结剂选型。
异常3：难过筛原因：大颗粒，主要原因是正极大颗粒，正极粘度高，吸水团聚；解决方法：控制材料颗粒，降低浆料粘度，防止吸水。
异常4：无流动性，变果冻原因：吸水，主要原因是正极水分高，正极PH高，正极比表大，NMP水分高，环境湿度大，粘结剂水分高；解决方法：控制环境湿度，控制原材料水分，降低原材料PH值。
二、辊压前极片异常解决方案异常1：颗粒原因：主要原因是有颗粒或团聚，原材料大颗粒，浆料粘度高，浆料团聚；解决方案：减少材料大颗粒，降低浆料粘度，控制吸水；异常2：裂纹原因：是极片内NMP挥发慢，烘箱温度高，涂布速度快；解决方法：降低前段烘箱温度，降低涂布速度；异常3：气泡原因：浆料有气泡主要是因抽真空不彻底，搁置时间短，抽真空时搅伴速度过快；解决方法：延长抽真空时间，加入表面活性剂消泡；异常4：划痕原因：主要是浆料粘度高，来料大颗粒，浆料团聚，涂布刀口有干料；解决方法：减少材料大颗粒，降低浆料粘度，控制吸水；异常5：拖尾原因：主要是粘度偏高或粘度偏低；解决方法：调整粘度；异常6：质量不稳定原因：浆料不稳定的主要原因是浆料吸水，粘结剂胶水用量少，未分散好，涂布设备波动；解决方法：控制吸水，调整设备，调整粘度；三、辊压后极片异常及解决方案异常1：断片，脆片原因：使用压实过高的原因有烘烤时间长，温度高，粘结剂胶水变性，极片吸水；解决方法：降低压实，极片烘烤时间缩短；异常2：白点原因：极片内层NMP挥发慢的原因是烘箱温度高，涂布速度快；解决方法：控制吸水（原材料，环境）；异常3：起皮，掉料原因：脱粉主要是材料水分敏感，极片存储环境湿度大；解决方法：控制吸水（原材料，环境）；四、电芯异常及解决方案异常1：电芯工艺，电芯卷绕过松负极过量比设计不合理，安全系数低，正负未包裹正极，正负极片距离不均匀等原因；解决方法：控制卷绕工艺一致性，提高负极过量化，修改正负极片长度设计，优化电芯制作工艺；异常2：正极，混料过程不均匀，解决方法：控制浆料一致性及涂布一致性；异常3：负极，局部区域量少，浸润性差，压实过高或过低，颗粒太大，有效嵌锂面积小，材料配向性差或导电性差，面密度过高，混料不均匀，粘接剂锂电胶水上浮等问题；解决方法：控制浆料一致性及涂布一致性，优化负极过量比，控制原材料颗粒，优化负极配比，优化负极面密度，优化锂胶水粘合剂型号；异常4：电解液，电导率低，粘度大，SEI膜阻抗大，电解液中有气泡，SEI膜不均匀等问题；解决方法：提高电解液电导率，降低电解液粘度，优选成膜添加剂，控制电解气泡，控制化成工艺，保证成膜一致性；异常5：隔膜，孔隙率低，隔膜对电解液浸润性差，孔隙分布不均匀等问题；解决方法：优选孔隙率适合的隔膜，提高电解液的浸润性，控制隔膜来料，保证一致性；异常6：充电制度，充电电流大，充电温度低，截止电压高，电芯内温度分布不均匀等问题；解决方法：小电流化成，适当降低环境温度，适当降低充电截止电压，提高极片过流能力（宽极耳）；五、电性能异常分析及解决方案异常1：平台低原因：电解液粘度大，电芯内阻大，放电电流大，环境温度低等问题；解决方法：电解液来料相关指标确认及优化，电芯内阻影响因素确认，控制环境温度及放电电流；异常2：容量低：原因：正极敷料量少，压实偏大，负极效率低，环境温度低，电芯吸水，电芯倍率差，电解液浸润性差等问题；解决方法：正极敷料量确认，正极压实及挥发确认，负极压实及首效确认，电芯倍率及测试环境温度等确认，拆解失效电池分板界面情况及影响因素；异常3：自放电大：原因：原材料杂质多，极片微粉多，极片分切毛刺大，隔膜孔隙率大等问题；解决方法：制程中各工序及设备控制，金属杂质来源查找并控制，各原材料的金属材质含量确认，隔膜及其他辅料性能确认；异常4：高温存储差：原因：电解液高温性能差，电芯水分含量偏高，正极残锂量高等问题；解决方法：电解液水分配方成分确认，电芯制程水分控制，正极残锂量确认；异常5：倍率差：原因：导电剂少，正极粘结性差，电芯内阻大，压实偏大，隔膜性能影响，电解液电导率低等问题；解决方法：配方及设计参数确认，电芯内阻相关因素确认，电芯制程的环境控制，拆解失效电池分析界面情况及影响因素；异常6：循环差：原因：负极析锂，过程吸水，隔膜透气性差，压实偏大，测试温度变化，注液量少，SEI膜成膜差等问题；解决方法：压实及注液量等影响因素确认，负极过量比优化，电芯倍率及测试环境温度等确认，拆解失效电池分析界面情况及影响因素；。
【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。
生产锂离子电池正极材料的方法
生产锂离子电池正极材料的方法生产锂离子电池正极材料的方法随着电动汽车和可再生能源的快速发展，锂离子电池作为一种高效、环保的能源储存设备正得到越来越广泛的应用。
作为锂离子电池中最重要的组成部分之一，正极材料在电池性能和循环寿命方面起着至关重要的作用。
在本文中，我们将探讨各种生产锂离子电池正极材料的方法，以及其对电池性能的影响。
1. 浸渍法浸渍法是一种常用的生产正极材料的方法，其过程简单高效。
将锂盐和其他金属盐（如镍盐、锰盐等）溶解在溶剂中，然后将导电剂（如碳纳米管、石墨等）浸渍到溶液中。
接下来，通过干燥和烧结的步骤，得到具有良好结晶性和电导性的正极材料。
浸渍法生产的正极材料具有较高的比能量和较好的循环性能。
2. 水热法水热法是一种利用水热反应合成正极材料的方法。
该方法利用高温高压的水环境，将金属盐、有机模板剂和其他添加剂混合，并在水热条件下进行反应。
通过水热法合成的正极材料具有较高的结晶度和颗粒均匀性，能够提高锂离子电池的循环稳定性和倍率性能。
3. 溶胶凝胶法溶胶凝胶法是一种通过溶解金属盐并在凝胶状态下热处理得到正极材料的方法。
将金属盐溶解在溶剂中，形成溶胶；通过调节pH值或添加络合剂等方法使其凝胶化；通过热处理使凝胶成为氧化物或磷酸盐等化合物。
溶胶凝胶法制备的正极材料具有较高的比表面积和孔隙结构，有利于锂离子的嵌入和脱嵌，提高电池的容量和循环寿命。
4. 制备薄膜制备薄膜是一种将正极材料制备成薄膜形式的方法，常用于柔性和薄型电池的制备。
该方法通常包括溶液浇铸、喷涂、旋涂、印刷等步骤。
制备薄膜的正极材料具有较高的表面积和较短的离子传输路径，有利于提高电池的能量密度和功率密度。
总结与回顾：通过对生产锂离子电池正极材料的方法进行探讨，我们可以看到不同方法在电池性能方面的优势和适用场景。
浸渍法是一种简单、高效的方法，适用于大规模生产和成本控制；水热法能够合成具有良好结晶性和颗粒均匀性的正极材料，适用于提高电池循环稳定性；溶胶凝胶法能够制备具有高比表面积和孔隙结构的正极材料，有利于提高电池容量和循环寿命；而制备薄膜的方法适用于柔性和薄型电池的制备，能够提高电池的能量密度和功率密度。
锂离子电池极片表面原位凝胶聚合_解释说明以及概述
锂离子电池极片表面原位凝胶聚合解释说明以及概述1. 引言1.1 概述：锂离子电池已成为现代电源技术中最重要的能量存储设备之一。
作为目前广泛应用的二次电池，锂离子电池具有高能量密度、长寿命和环境友好等优点，因此在手机、笔记本电脑、电动车等领域得到了广泛应用。
然而，随着能源需求的不断增加和对更高性能电池的追求，锂离子电池面临着一些挑战，如容量衰减、安全性和充放电速率等问题。
为了克服这些问题并提高锂离子电池的性能和稳定性，科学家们不断进行研究并提出了许多改进策略。
其中，表面原位凝胶聚合技术成为热门研究领域之一，并被广泛运用于锂离子电池极片制备过程中。
1.2 文章结构：本文将对锂离子电池极片表面原位凝胶聚合进行详细解释和说明。
文章包括引言、锂离子电池极片表面原位凝胶聚合的定义与优势、相关研究进展、原位凝胶聚合的过程和机制、应用与发展前景以及结论。
通过论述背后的理论和实践，旨在为读者提供对该技术的全面了解。
1.3 目的：本文的目的是综述锂离子电池极片表面原位凝胶聚合技术，并讨论其优势、反应过程以及应用前景。
通过深入探讨该技术的原理和特点，我们希望为研究者提供基础知识和启迪，促进进一步创新和发展。
同时，我们还将评估该技术在提高锂离子电池性能和稳定性方面的潜力，并探讨未来可能面临的挑战。
2. 锂离子电池极片表面原位凝胶聚合2.1 原位聚合概念解释锂离子电池作为现代移动设备和电动车辆中最重要的能源存储装置之一，其性能的提升是当前研究的热点。
其中，极片表面原位凝胶聚合技术被广泛关注和应用。
原位聚合指的是将聚合过程直接进行在材料所处的环境中而不需要通过其他手段进行后续处理。
在锂离子电池极片表面原位凝胶聚合中，常见方法是通过化学反应在极片表面生成一层均匀、连续且致密的凝胶膜。
2.2 表面原位凝胶聚合的优势与传统方法相比，表面原位凝胶聚合具有如下优势：首先，该方法可以在常规工艺条件下实现，无需额外高温或复杂装备。
其次，形成的凝胶膜能够更有效地抑制极片与电解质溶液之间的相互作用，提高电池循环稳定性和寿命。
制作中提到的一些问题点
1.磷酸铁锂电池正极制浆；浆料放弃一段时间后粘度明显变大是什么愿意啊。
是NMP 还
是固体的影响。
答：浆料放弃一段时间，浆料吸收空气中的水分，PVDF会出现一定的凝胶，使得粘度明显变大。
另外，颗粒沉降及团聚也可能使粘度增加。
可再进行搅拌，粘度可能会降到原先的数值。
没搅拌均匀，再加上1个多小时的路程颠簸，是颗粒沉降及团聚也可能使粘度增加的原因。
2.正极粉料试用前不烘烤？
答：不烘烤很容易带进水分，这部分水分会造成制浆过程中分散难、分散不均匀的后果。
同时会一定程度上影响涂布。
3.。
锂离子电池浆料的制备技术及其影响因素
锂离子电池浆料的制备技术及其影响因素发布时间：2021-11-16T08:35:42.797Z 来源：《城镇建设》2021年第20期作者：余大刚[导读] 锂离子电池电极浆料通常包括活性物质余大刚上海兰钧新能源科技有限公司上海 201417摘要：锂离子电池电极浆料通常包括活性物质、导电剂、黏结剂和溶剂。
导电剂为电子传输提供通道，黏结剂把活性物质与导电剂黏附在一起并将其黏附在集流器上。
浆料制备过程为将其组分混合均匀的过程，浆料的性能决定了后续锂离子电池的性能。
浆料体系中不同颗粒间的物理性质如尺寸、形貌不同，颗粒间往往会发生分散或团聚，造成浆料内部均匀性降低，这会使得锂电池寿命减小甚至产生安全隐患。
本文就此展开了探究。
关键词：锂离子；电池浆料；制备技术引言：由于化石能源的大量使用造成能源枯竭和环境污染，而太阳能和风能等可再生能源因受时间段和天气等因素影响，具有不稳定性和不连续性，因此，需要将这些富余的可再生能源储存起来，在用电需求高峰期输出利用。
目前，最为广泛的储能方式是抽水储能，占据了98%以上的可再生能源储存量。
但抽水储能受到地理因素的制约而不能广泛使用，因此，需要开发更为灵活的储能技术。
近年来，锂离子电池由于其超高的能量密度和超长的循环寿命，越来越多的锂离子电池用于发电端的储能市场。
本文就其制备技术展开了分析。
1锂离子电池研究现状1.1正极材料研究现状采用层状LiNiO2作为正极材料的锂电池的比容量可以达到240mAh?g–1，但是层状LiNiO2很难合成，而且首圈容量损失高达20%，加之其结构稳定性和化学稳定性不佳，导致这种材料的循环寿命较差。
尽管用其他金属（Mg、Mn或者Al）对镍进行部分取代可以相对缓解以上缺点，但还是很难使其完全符合商业化需求。
目前，三元正极材料的一般分子式为Li（NiaCobXc）O2，其中a+b+c=1，具体材料的命名通常根据三种元素的相对含量而定。
其中，当X为Mn时，指的是镍钴锰（NCM）三元材料；当X为Al时，指的是镍钴铝（NCA）三元材料。
凝胶态电极 锂电池
凝胶态电极锂电池
凝胶态电极是一种新型的电极材料，被广泛应用于锂电池等能源储存领域。
与传统的固态或液态电极相比，凝胶态电极具有独特的结构和性能，为电池的安全性、能量密度和循环寿命提供了改进的可能。
凝胶态电极的核心是基于凝胶材料制备的电极体系。
凝胶是一种由固态和液态之间形成的非晶态物质，具有高度可控的孔隙结构和表面积。
通过将活性物质（如锂离子储存材料）与凝胶材料混合，可以形成一种均匀分散的凝胶态电极材料。
这种凝胶态结构提供了更多的表面反应活性位点，并且能够实现锂离子的快速扩散和嵌入/脱嵌过程，从而显著提高电池的性能。
相较于传统的电池电极材料，凝胶态电极具有以下优势：
1.高容量和高能量密度：凝胶材料具有大量的孔隙结构和表面积，能够有效增加活性物质的负载量，从而提高电池的容量和能量密度。
2.良好的电子和离子传导性：凝胶态电极具有连续的电子导电网络和孔隙结构，有利于电子和离子的传输，提高电池
的功率性能。
3.良好的机械稳定性：凝胶材料具有柔软的特性，可以缓冲电池在充放电过程中的体积变化，从而减少电极的应力损伤，延长电池的循环寿命。
4.高安全性：凝胶态电极由于其均匀分散的结构，能够有效抑制锂金属的增极现象，减少电池内部的热点和短路风险，提高电池的安全性能。
凝胶态电极作为一种新型的电极材料，目前正在得到广泛的研究和应用。
通过不断优化凝胶材料的配方和结构设计，可以进一步提高锂电池的性能，推动电池技术的发展。
锂电池浆料固含量与粘度对浆料稳定性的影响 锂电池解决方案
锂电池浆料固含量与粘度对浆料稳定性的影响锂电池解决方案锂电池浆料固含量测定仪、水性锂电池浆料固含量测定仪、油性锂电池浆料固含量测定仪在电池行业的紧要性：锂电浆料需要具有较好的稳定性，这是电池生产过程中保证电池一致性的一个紧要指标。
随着合浆结束，搅拌停止，浆料会显现沉降、絮凝集并等现象，产生大颗粒，这会对后续的涂布等工序造成较大的影响。
因而检测和掌控好浆料的稳定性特别紧要。
固含量与粘度对浆料稳定性的影响：固含量和浆料粘度是合浆过程中的一个紧要指标，对后段涂布工序有较大影响。
同种工艺与配方，浆料固含量越高，粘度越大，反之亦然。
影响浆料粘度的因素:搅拌浆料的转速、时间掌控、配料次序、环境温湿度等。
正极浆料在暴露在空气中易吸取空气中的水分，粘结剂显现凝集，使得浆料粘度有所增大，另外，颗粒沉降及团聚也可能使粘度加添。
粘度不同对电极的影响紧要是面密度的均一性。
在一致性极差的情况下,在充电过程中负极会局部析锂，循环越来越差。
浆料粘度本身不会影响电芯的性能，但对浆料稳定性有较大影响，且粘度会导致涂布种种问题，浆料粘度的调整，是需要依据材料的性能特性及涂布机的性能来设定调整。
对于配方所制得的几种浆料，随着粘度的加添，浆料稳定性随之加添，即在确定的粘度范围内，固含量越大，浆料稳定性越好，但浆料粘度过大，在后续涂布时简单产生划痕，一方面造成极片外观较差，另一方面在充电过程中易造成负极析锂，所以选择浆料粘度在4000mPa—s左右，固含量为46%左右，比较合适。
锂电池浆料固含量测定仪原理可视化操作能够明晰调查商品高温下更改情况零耗材，代替传统水分仪后期宝贵的耗材（样品盘），WL—6系列液晶触摸屏固含量测定仪接受率的烘干加热器—高品质的环状灯管，对样品进行快速、均匀的加热，样品的水份持续不断的被烘干。
整个测量过程，仪器全自动的实时显示测量结果：样品重量、含水量、测定时间、加热温度等；应用了国际烘箱干燥法原理，测定结果与烘箱法水分测定具有良好的一致性，工作效率却远远高于烘箱法水分测定，一般样品只需要几分钟即可测量完毕，因此受到广阔用户的青睐与好评。
锂电池浆料性质及关键影响因素分析①
锂电池浆料性质及关键影响因素分析①1. 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。
粘度不随剪切速率变化而变化。
如：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。
2. 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。
如：高分子聚合物的浓溶液和悬浮液等；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”。
3. 电极浆料是一种是由多种不同比重、不同粒度的原料组成，又是固-液相混合分散，形成的浆料属于非牛顿流体。
4. 非牛顿液体的粘度除了与温度有关外，还与剪切速率、时间有关，并有剪切变稀或剪切变稠的变化。
5. 浆料的性质：①流动性：不断断续续就是流动性好；②流平性：影响了涂布的平整度和均匀度；③流变性：是指浆料在流动中的形变特征。
6. 浆料的分散：①干粉混合：颗粒之间以点点、点面、点线形式接触；②泥状捏合：加入粘结剂液体或溶剂，原材料被润湿、呈泥状。
经过搅拌机的强力搅拌，物料受到机械力的剪切和摩擦，同时颗粒之间也会有内摩擦，在各个作用力下，原料颗粒之间趋于高度分散（大颗粒破裂）。
③稀释分散：缓慢加入溶剂调节浆料粘度和固含量。
此阶段分散与团聚共存，并最后达到稳定。
物料的分散主要受机械力、粉液间摩擦阻力、高速分散剪切力、浆料与容器壁撞击相互作用力的影响。
7. 浆料的影响因素：①粘度过高或过低都是不利于极片涂布的，粘度高的浆料不容易沉淀且分散性会好一点，但是过高的粘度不利于流平效果，不利于涂布（后续辊压时易造成极片局部裂纹、甚至断裂）；粘度低时虽然浆料流动性好，但干燥困难，降低了涂布的干燥效率，粘度过低还会发生涂层龟裂、浆料颗粒团聚、面密度一致性不好等问题。
②分析解决浆料粘度变化的原因，要从粘结剂的本质及浆料分散程度上着手。
③粘度升高：*正极浆料在放置一段时间后粘度升高。
其原因一（短时间放置）是浆料搅拌速度过快，粘结剂未充分溶解，放置一段时间后PVDF粉末充分溶解，粘度升高。
改善三元正极材料吸湿性和浆料凝胶现象的方法[发明专利]
![改善三元正极材料吸湿性和浆料凝胶现象的方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/a6400a8368dc5022aaea998fcc22bcd126ff42bf.png)
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201810190736.8(22)申请日 2018.03.08(71)申请人 西北工业大学地址 710072 陕西省西安市碑林区友谊西路127号(72)发明人 沈超 谢科予 顾金镭 原凯 魏秉庆 (74)专利代理机构 西安铭泽知识产权代理事务所(普通合伙) 61223代理人 韩晓娟(51)Int.Cl.H01M 4/62(2006.01)(54)发明名称改善三元正极材料吸湿性和浆料凝胶现象的方法(57)摘要本发明公开了一种改善三元正极材料吸湿性和浆料凝胶现象的方法，包括如下步骤：取一定量的硅烷偶联剂溶液，将三元正极材料加入其中，充分搅拌，然后进行干燥；将粘结剂、导电添加剂以及经上述处理后的三元正极材料按比例混合制成浆料，涂覆在正极基片上，烘干；再取一定量的硅烷偶联剂溶液涂覆到三元正极片表面，最终得到完整的三元正极片。
本发明在三元正极材料和极片表面包覆的一层硅烷偶联剂，可以有效反应掉基片表面所吸附的痕量水，并在其表面形成一层耐HF腐蚀的厌水保护层，从而提高了正极片的空气存储性能以及电化学性能。
权利要求书1页 说明书6页 附图1页CN 108376784 A 2018.08.07C N 108376784A1.一种改善三元正极材料吸湿性和浆料凝胶现象的方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：将硅烷偶联剂分散到易挥发的有机溶剂，得到一定浓度的硅烷偶联剂溶液；所述硅烷偶联剂的化学表达式为YSiX 3，其中，Y为非水解基团；X为水解基团；S2：取一定量的S1的硅烷偶联剂溶液，将三元正极材料加入到该部分硅烷偶联剂溶液中，充分搅拌，然后进行干燥；S3：将粘结剂、导电添加剂以及经S2处理后的三元正极材料按比例混合均匀，制备成浆料，涂覆在正极基片上，烘干，制备成三元正极片；S4：再取一定量的S1的硅烷偶联剂溶液涂覆到S3制备的三元正极片表面，待溶剂蒸发完毕后，最终得到完整的三元正极片。
一种减少锂离子电池正极浆料团聚现象的方法[发明专利]
![一种减少锂离子电池正极浆料团聚现象的方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/b20854b170fe910ef12d2af90242a8956becaac5.png)
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202011356401.2(22)申请日 2020.11.27(71)申请人 天科新能源有限责任公司地址 277400 山东省枣庄市台儿庄经济开发区台北路西首(72)发明人 王英 周伟 李文康 陈大圣 宗哲 (74)专利代理机构 深圳紫晴专利代理事务所(普通合伙) 44646代理人 陈映辉(51)Int.Cl.H01M 4/04(2006.01)H01M 4/62(2006.01)H01M 10/0525(2010.01)(54)发明名称一种减少锂离子电池正极浆料团聚现象的方法(57)摘要本发明公开了一种减少锂离子电池正极浆料团聚现象的方法，步骤一，加入粘结剂PVDF，进行刮浆操作，然后加入NMP，制胶完成后，将胶液打出备用；步骤二，胶液打出后，在搅拌缸中加入SP，进行刮浆操作，然后加入NMP和磷酸铁锂，进行刮浆操作；步骤三，磷酸铁锂和SP搅拌均匀后加入CNT，以30rpm的搅拌速度和1500rpm的分散速度搅拌60min，使得导电剂SP和CNT能够均匀包裹在LiFePO 4的表面形成导电网络；步骤四，加完CNT，搅拌均匀之后，将之前由PVDF和NMP制得的胶液加入进去；步骤五，完成加料步骤后进行粘度、细度、固含量测定，合格后抽真空保存。
本发明涉及减少锂离子电池正极浆料团聚技术领域，具体是指一种减少锂离子电池正极浆料团聚现象的方法。
权利要求书1页 说明书3页 附图4页CN 112490392 A 2021.03.12C N 112490392A1.一种减少锂离子电池正极浆料团聚现象的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一，加入粘结剂PVDF，以15rpm的搅拌速度和500rpm的分散速度搅拌10min后，进行刮浆操作，接着以45rpm的搅拌速度和1800rpm的分散速度搅拌60min后，进行刮浆操作，然后加入NMP，以45rpm的搅拌速度和1800rpm的分散速度搅拌90min，制胶完成后，将胶液打出备用；步骤二，胶液打出后，在搅拌缸中加入SP，以10rpm的搅拌速度和500rpm的分散速度搅拌10min后，进行刮浆操作，然后加入NMP和磷酸铁锂，以10rpm的搅拌速度和500rpm的分散速度搅拌10min后，进行刮浆操作，接着以10rpm的搅拌速度和500rpm的分散速度搅拌10min 后，进行刮浆操作，接着以30rpm的搅拌速度和1500rpm的分散速度搅拌90min；步骤三，磷酸铁锂和SP搅拌均匀后加入CNT，以30rpm的搅拌速度和1500rpm的分散速度搅拌60min，使得导电剂SP和CNT能够均匀包裹在LiFePO 4的表面形成导电网络；步骤四，加完CNT，搅拌均匀之后，将之前由PVDF和NMP制得的胶液加入进去，以30rpm的搅拌速度和1500rpm的分散速度搅拌60min，加料完成；步骤五，完成加料步骤后进行粘度、细度、固含量测定，若都在工艺范围内则抽真空保存等待涂布，若超出工艺范围则进行调整，调整合格后抽真空保存。
锂离子电池浆料凝胶原理
锂离子电池浆料凝胶原理
锂离子电池浆料凝胶的原理主要是通过高分子聚合物与碱金属盐的金属阳离子形成络合物，从而实现凝胶化。
具有给电子基团的聚合物与金属阳离子之间的络合程度以及络合物分子的存在形式和状态对凝胶电解质的性能有至关重要的影响。
这种凝胶电解质主要由具有给电子基团的高分子聚合物与碱金属盐的金属阳离子形成的络合物构成。
聚合物分子中的给电子基团的种类和数量、每个聚合单元分子链的长短，即配位基团分布的密度以及聚合物分子链的柔性和热力学稳定性等都会对凝胶电解质的性能产生影响。
一种锂离子电池浆料中粘结剂上浮的检测方法
一种锂离子电池浆料中粘结剂上浮的检测方法说实话锂离子电池浆料中粘结剂上浮的检测方法这事，我一开始也是瞎摸索。
我当时就想啊，这肯定有啥简单的办法能看出来粘结剂有没有上浮。
我最初尝试的方法，是直接用眼睛看。
就像看杯子里的水有没有杂质一样，我盯着那浆料看。
可是这浆料又不是完全透明的，里面东西都混在一起，看了半天也是晕头转向的，啥都分辨不出来，这才知道这方法太笨了。
后来我想，能不能让它分层呢。
我就把装有浆料的容器静置在那，我心里琢磨着，时间长了要是粘结剂上浮，那不就分层能看出来了嘛。
结果等了好几个小时，发现容器里的浆料好像也没什么明显的分层。
我才反应过来，这浆料里各种成分互相作用，哪能这么容易就分层呢，而且这样光靠肉眼判断也不准确啊，万一就一点点上浮，我肉眼根本看不出来啊，这就是我犯的一个错误，没考虑周全就开始做了。
再后来，我又试了个方法。
我想通过抽样，就像从一大锅汤里舀一勺尝尝咸淡一样。
我从浆料的不同深度取样，然后用仪器去检测粘结剂的含量。
可这个也有问题，取样的时候就很容易干扰浆料原本的状态，而且仪器也不是特别灵敏，小的上浮根本测不出来。
有时候测出来的数据乱七八糟的，我都怀疑是不是仪器出故障了。
然后我又换了一种思路，我想到了密度这个概念。
粘结剂上浮的话，上层部分的密度和下层部分应该会有变化吧。
我找了个小工具，虽然说不上来名字但它可以测量小区域内的密度。
我就从浆料的上下层分别测量。
可是刚开始测的时候特别难操作，因为那浆料有一定的粘度，这个小工具很难精准的测量想要的区域。
我琢磨了好久，才慢慢熟练起来。
这个时候，我发现了一些端倪，如果上层的密度比理论上全混合均匀的密度小的话，那有可能就是粘结剂上浮了。
当然这个方法我也还不能完全确定它的准确性，也许还有其他因素会影响密度的测量结果，但目前来说算是有了一点小进步吧。
我觉得要是谁也想检测这个锂离子电池浆料中粘结剂的上浮情况，可以多试试不同的方法结合看，不能单靠一种方法就下定论。
锂离子电池正极浆料凝胶现象
在配钴酸锂正极浆料时，发现有浆料凝胶现象，
整个浆料呈果冻状，有弹性，流动性很差，检查浆料酸碱度约7-8左右，还算正常，
不知道是浆料进水了，还是有其它什么原因，希望能交流，探讨一下
“有三种情况可能导致出现这个问题：
1、水分含量高
2、PVDF与正极活性物质不匹配
3、在高粘度情况下，温度过高
水分是最直接的原因,采用含镍的正极,很容易发生此现象,所以使用含镍(无论是三元还是二元)正极时,要控制住水分,NMP中本身也带有500PPM以上的水,其他物料里也含水，环境中也有水分进入
谢谢大家的踊跃发言，其实，就此次浆料凝胶事故，我有做过很多试验分析：
1.我们的正极胶是单独大批量配的，此次凝胶只是个别异常，所以应排除PVDF的原因；
2.浆料温度过高会结胶，我有做过试验证实过，只不过结胶状态与此次凝胶状态稍不一样，事故中的浆料呈非常严重的果冻状，非常有弹性。
3.关于水分，我还是想了解该指标如何量化。
比如粉料水分含量达到多少就一定会凝胶。
4.我有试着将凝胶的浆料加NMP，加醋酸重新稀释搅拌，浆料可以短暂恢复正常，时间长了还是会凝胶。
【技术π】电极浆料制备过程中物料颗粒状态变化详解
【技术π】电极浆料制备过程中物料颗粒状态变化详解锂电池极片厚度一般为40-200μm左右，其中极片厚度根据电池种类（高能量、高功率等）的不同而变化。
如果想要锂电池具有好的电化学性能，极片必须要前中后厚度一致，且表面平滑，没有缺陷。
在排除涂布工艺的条件下，浆料制备是决定其质量好坏的关键程序。
好的锂电池浆料粘度稳定不易发生变化，颗粒粒径小，涂布干燥后无明显颗粒感，无气泡等异物。
那么，浆料制备过程中，需要注意的主要有两方面：一方面是将最初的物料分散均匀；另一方面是阻止原材料之间相互作用而引起的二次团聚。
所以，搅拌过程的目的就是要把原始状态的物料分散、混合均匀，同时也要防止颗粒间再次团聚。
锂电池极片分为正极极片、负极极片，两种极片所用活物质、导电剂、粘结剂、溶剂等随电池体系不同而不同。
将这样一个复杂的多相体系混合成均一性良好的悬浮浆料需要较多的实操经验和理论基础。
物料的粒径越小，形状越怪就越难以分散，特别是导电剂炭黑，经常在搅拌过程中二次团聚成大块，不仅没有起到良好的导电作用，还会影响电池的比能量。
炭黑不仅可以用于锂电池还可用于塑料、高分子等行业，所以关于炭黑的分散研究很多。
根据目前的研究报告，团聚物的分散可以有以下几种方式：左边第一种分散情况(erosion)发生在较弱机械力作用下，此时物料随着机械力发生流动，形成大小不一的颗粒团聚体。
在此过程中，小碎片的物料逐渐从大团聚物上剥离下来，形成了二次颗粒。
当外在机械力超过一定的临界值时，颗粒的破碎（rupture）就会突然发生，如上图中间所示。
如果机械能量高达一定程度，和时间的延长，颗粒间会发生继续破碎，不过这种现象出现概率较低。
在锂电池浆料制备过程中，材料间的接触形式可能有上图中所示三种状态。
首先炭黑的结构不容易被改变，且其分布比较均匀，以structure1存在。
随着机械搅拌的进行，导电剂的解聚和分散会同时发生，最后导电剂完全包覆在活物质表面。
从原材料颗粒间单独存在到变成混合均匀的物质是一个很重要的过程。
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在配钴酸锂正极浆料时，发现有浆料凝胶现象，
整个浆料呈果冻状，有弹性，流动性很差，检查浆料酸碱度约7-8左右，还算正常，
不知道是浆料进水了，还是有其它什么原因，希望能交流，探讨一下
“有三种情况可能导致出现这个问题：
1、水分含量高
2、PVDF与正极活性物质不匹配
3、在高粘度情况下，温度过高
水分是最直接的原因,采用含镍的正极,很容易发生此现象,所以使用含镍(无论是三元还是二元)正极时,要控制住水分,NMP中本身也带有500PPM以上的水,其他物料里也含水，环境中也有水分进入
谢谢大家的踊跃发言，其实，就此次浆料凝胶事故，我有做过很多试验分析：
1.我们的正极胶是单独大批量配的，此次凝胶只是个别异常，所以应排除PVDF的原因；
2.浆料温度过高会结胶，我有做过试验证实过，只不过结胶状态与此次凝胶状态稍不一样，事故中的浆料呈非常严重的果冻状，非常有弹性。
3.关于水分，我还是想了解该指标如何量化。
比如粉料水分含量达到多少就一定会凝胶。
4.我有试着将凝胶的浆料加NMP，加醋酸重新稀释搅拌，浆料可以短暂恢复正常，时间长了还是会凝胶。