核磁共振在锂电池浆料之导电浆料中的应用
核磁共振研究电解液溶剂化结构

核磁共振研究电解液溶剂化结构【知识】核磁共振研究电解液溶剂化结构-探索离子在液体中的行为1. 引言核磁共振(NMR)作为一种非常重要的科学技术手段,被广泛应用于化学、物理学以及材料科学等领域。
在电化学中,NMR技术也发挥着关键的作用,尤其是在研究电解液溶剂化结构方面。
本文将详细探讨核磁共振如何帮助我们了解电解液的溶剂化结构,并展示在此领域内取得的重要研究成果。
2. 电解液溶剂化结构的重要性在电化学中,电解液的溶剂化结构对于电子和离子的迁移、反应速率以及电化学效应都有着重要的影响。
研究电解液溶剂化结构可以帮助我们深入理解离子在液体中的行为,以及液体中电荷传递的机制。
然而,由于电解液中离子和溶剂分子的数量庞大、动态行为复杂并且难以直接观察,探测其溶剂化结构一直是一个挑战。
3. 核磁共振技术的优势核磁共振技术以其无损、定量、非侵入性的特点,在电化学研究中展现出了巨大的潜力。
通过对电解液样品进行核磁共振实验,我们可以获得溶剂化离子周围的详细信息,如溶剂化壳的构成、动态行为以及离子与溶剂分子之间的相互作用。
这些信息对于揭示电解液中离子溶剂化现象具有重要意义。
4. 核磁共振研究电解液溶剂化结构的方法在核磁共振实验中,常用的研究电解液溶剂化结构的方法有两种:一种是通过二维核磁共振技术,如二维核磁共振相关谱(2D NMR correlation spectra),可以同时获得离子和溶剂分子之间的相互作用信息;另一种是通过核磁共振扩散技术,可以研究离子在溶液中的扩散行为。
这些方法可以帮助我们更全面地了解电解液的溶剂化行为。
5. 电解液溶剂化结构的研究进展通过核磁共振技术,许多研究人员已经取得了重要的研究成果。
研究发现Lithium-salt溶液中锂离子会形成溶剂化壳,其中溶剂分子通过氨基团与锂离子之间的氢键相互作用。
研究还发现,一些溶剂分子在形成溶剂化壳时会发生取代反应,进一步揭示了溶剂分子在电解液中的动态行为。
高工锂电碳纳米管导电浆料

高工锂电碳纳米管导电浆料
高工锂电碳纳米管导电浆料是一种具有优异导电性能的材料,广泛应用于锂电池领域。
本文将从材料特性、制备方法和应用领域等方面进行介绍。
高工锂电碳纳米管导电浆料具有优异的导电性能。
纳米管的引入增加了材料的导电通道,提高了电子的迁移速度,从而显著增强了导电性能。
此外,纳米管结构还具有较高的比表面积,增加了与电解液的接触面积,有利于离子的嵌入和脱嵌,提高了电池的充放电性能。
高工锂电碳纳米管导电浆料的制备方法多样。
一种常用的制备方法是化学气相沉积法。
通过控制反应条件和底物表面的催化剂分布,可以在底物表面上生长出纳米管结构。
另一种制备方法是模板法,即利用模板的孔道结构来控制纳米管的生长。
此外,还有电沉积法、溶胶凝胶法等多种制备方法可供选择。
高工锂电碳纳米管导电浆料在锂电池领域有着广泛的应用。
首先,它可以作为锂离子电池的电极材料。
纳米管结构提供了更多的嵌锂位点,可以增加锂离子的嵌入和脱嵌速度,提高电池的循环性能。
其次,它还可以用于锂硫电池的电极材料。
纳米管结构可以有效地限制硫化物的溶解和扩散,提高锂硫电池的循环稳定性和能量密度。
高工锂电碳纳米管导电浆料具有优异的导电性能,制备方法多样,
应用领域广泛。
随着锂电池等领域的不断发展,相信高工锂电碳纳米管导电浆料将在未来发挥更为重要的作用。
锂离子电池用石墨烯导电浆料-2023标准

锂离子电池用石墨烯导电浆料1 范围本标准规定了锂离子电池用石墨烯导电浆料的技术要求、检测方法以及验收规则等内容。
本标准适用于锂离子电池导电剂用的石墨烯导电浆料的采购和检验。
2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。
凡是注日期的引用文件,仅所注日期的版本适用于本文件。
凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 606 化学试剂 水分测定通用方法 卡尔•费休法GB/T 1725 色漆、清漆和塑料 不挥发物含量的测定GB/T 6753.1 色漆、清漆和印刷油墨 研磨细度的测定GB/T 22235-2008 液体黏度的测定GB/T 24490 多壁碳纳米管纯度的测量方法GB/T 33827 锂电池用纳米负极材料中磁性物质含量的测定方法QB/T 2303.10 电池用浆层纸 第10部分:pH值的测定T/CGIA 001 石墨烯材料的术语和代号T/CGIA 002 含有石墨烯材料的产品命名指南T/CGIA 012 石墨烯材料中金属元素含量的测定 电感耦合等离子体发射光谱法(涉及专利)T/CGIA 013 石墨烯材料中硅含量的测定 硅钼蓝分光光度法(涉及专利)T/CGIA 016 浆料中石墨烯材料含量的测定方法(涉及专利)注:标准名称中含有“(涉及专利)”标识,是指该标准的技术内容涉及一项或多项专利技术。
3 术语和定义T/CGIA 001中界定的以及下列术语和定义适用于本标准。
3.1石墨烯导电浆料 graphene conductive suspension以石墨烯材料为主要固体成分且作为导电介质、与某种液体组成的多相混合物。
注1:常见液相可能是水、乙醇、丙酮、N-甲基吡咯烷酮(NMP)或二甲基亚砜及其它们的混合物。
注2:如浆料中含有其他导电介质如碳纳米管、导电炭黑,应称之为复合导电浆料,不应称为石墨烯导电浆料。
3.2固含量 solid content石墨烯导电浆料在规定条件下烘干后剩余物占烘干前浆料质量的百分数。
锂电池研究中的电导率测试分析方法

锂电池研究中的电导率测试分析方法许洁茹;凌仕刚;王少飞;潘都;聂凯会;张华;邱纪亮;卢嘉泽;李泓【摘要】锂电池活性电极材料的锂离子电导率、电子电导率以及电解质的锂离子电导率与锂电池的动力学行为密切相关.电导率的测试分析有助于理解材料的电化学性能,常用的方法包括直流法、交流阻抗法和直流极化法等.本文根据电解质材料和活性电极材料的不同导电特性,分类介绍了电导率测试选取的方法、原理、设备、测试流程和注意事项,并结合具体案例阐述数据的分析.【期刊名称】《储能科学与技术》【年(卷),期】2018(007)005【总页数】30页(P926-955)【关键词】电导率;直流法;交流阻抗法;直流极化法;锂电池【作者】许洁茹;凌仕刚;王少飞;潘都;聂凯会;张华;邱纪亮;卢嘉泽;李泓【作者单位】中国科学院物理研究所,北京 100190;中国科学院物理研究所,北京100190;中国科学院物理研究所,北京 100190;中国科学院物理研究所,北京100190;中国科学院物理研究所,北京 100190;中国科学院物理研究所,北京100190;中国科学院物理研究所,北京 100190;中国科学院物理研究所,北京100190;中国科学院物理研究所,北京 100190【正文语种】中文【中图分类】TM911电子和离子在固体中的输运问题分别是半导体物理和固体离子学的核心研究内容,对这部分内容感兴趣的读者可以参阅相关的专著和综述类文献[1-2]。
本文对载流子输运的基本参数和宏观传输机理进行表述,以方便后文的说明。
当一个稳恒电流通过一个导体时,其电流和施加于导体两端的电压成正比。
电导率以欧姆定律定义为电流密度J和电场强度的比率电导率反应载流子传输电流能力的强弱,单位是西门子/米(S/m)或西门子/厘米(S/cm)。
实验测量值为物体的电阻R,正比于其长度L,反比于其截面积A式中,R为电阻,Ω;L为导体长度,cm;A为导体截面积,cm2。
从而有迁移速度v正比于局部作用的电场强度,迁移率由以下比值确定v为迁移速度,cm/s;为迁移率,cm2/(V·s)。
锂离子电池浆料合浆工艺研究综述

锂离子电池浆料合浆工艺研究综述下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。
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锂电池浆料测粘度用途

锂电池浆料测粘度用途锂电池浆料的粘度测量在锂电池制造中具有重要的应用。
锂电池是一种重要的储能装置,被广泛应用于电动汽车、无人机、手机和电子设备等领域。
锂电池的性能和寿命很大程度上取决于正负极材料的浆料粘度。
因此,浆料粘度的测量对于锂电池的生产工艺和产品质量控制具有关键的意义。
首先,浆料粘度的测量可以用来控制正极和负极材料的均匀性。
锂电池的正负极材料通常是通过将活性材料、导电剂和粘结剂混合制备而成的浆料。
如果浆料的粘度过高或过低,将导致浆料的分散性不好,难以均匀涂布在电极片上。
而均匀性不佳的浆料会导致电极的容量不稳定,从而影响电池的性能和寿命。
其次,浆料粘度的测量还可以用来控制电解液的添加量。
电池的电解液是通过将溶液加入到正负极材料之间而形成的。
如果正极或负极材料的浆料粘度过高,将导致电解液难以渗透到材料中,从而影响电池的容量和性能。
相反,如果浆料粘度过低,将导致电解液过量添加,增加成本和浪费资源。
因此,准确地测量浆料粘度可以帮助控制电解液的添加量,以确保电池的最佳性能。
此外,浆料粘度的测量还可以用来控制电极的厚度和结构。
浆料的粘度直接影响浆料在电极片上的涂覆膜厚度。
通过准确地测量浆料粘度,可以控制涂覆过程中的涂布速度和压力,从而控制电极的厚度和结构。
电极的厚度和结构对电池的性能和寿命有着重要的影响。
例如,适当的电极厚度可以提高电池的能量密度和循环寿命,而过厚或过薄的电极则会导致电池容量不稳定或循环寿命缩短。
此外,浆料粘度的测量还可用于判定浆料的粘稠度和稳定性。
由于浆料的成分和工艺条件不同,其粘稠度和稳定性可能存在差异。
通过测量浆料的粘度和稳定性,可以评估浆料的流动性和保存性能,从而判断浆料是否符合生产要求。
如果浆料粘度和稳定性不达标,可能会导致生产过程中的问题,例如涂覆不均匀、固化不完全、电池容量不稳定等,进而影响电池的性能和寿命。
总之,浆料粘度的测量在锂电池制造中具有重要的用途。
准确地测量浆料粘度可以帮助控制正负极材料的均匀性、电解液的添加量、电极的厚度和结构,以及浆料的粘稠度和稳定性。
锂电池浆料的制备工艺研究

锂电池浆料的制备工艺研究锂电池是一种广泛用于移动电子设备、电动汽车和储能系统中的高性能电池。
其核心部分是锂离子电池,锂离子电池由正极、负极、电解质和隔膜组成。
正极材料通常采用锂过渡金属氧化物,如三元材料(NMC)、磷酸铁锂(LFP)和锰酸锂(LMO)等。
而负极材料主要是石墨。
锂电池浆料的制备工艺是锂电池生产过程中的重要环节,其质量和性能直接影响到电池的性能和安全性。
制备锂电池浆料的过程主要包括原料筛选、材料混合、粉碎、湿法研磨、分散、过滤、干燥等几个步骤。
首先,原料的选择和筛选是制备锂电池浆料的第一步。
正极材料中的活性物质(如锂镍钴锰酸盐)和导电剂(如碳酸锂)需要经过筛选和配比,确保其质量和含量符合要求。
负极材料中的石墨也需要进行筛选,以去除杂质和细粉。
其次,材料的混合和粉碎是制备锂电池浆料的关键步骤。
将正极材料、负极材料和电解液等原料按照一定的配比加入到混合机中进行搅拌和混合,以确保各组分均匀分散。
然后将混合后的材料进行粉碎,使得颗粒的粒径达到要求。
接下来是湿法研磨和分散的过程。
将粉碎后的材料和适量的溶剂(如水或有机溶剂)加入到球磨机或研磨机中进行湿法研磨,以进一步细化材料的颗粒。
然后通过分散剂的加入,使得细微颗粒在溶剂中均匀分散。
完成湿法研磨和分散后,需要对浆料进行过滤,去除其中的固体颗粒和杂质。
通常采用真空过滤或压力过滤的方式进行。
最后是浆料的干燥。
将过滤后的浆料倒入干燥器中,通过热风或真空干燥的方式将溶剂蒸发掉,得到干燥的锂电池浆料。
干燥的过程需要控制温度和湿度,以确保浆料的质量和性能。
需要注意的是,制备锂电池浆料的工艺是一个复杂的过程,需要考虑材料的性质和比例、混合均匀度、研磨细度、分散效果等多个因素的影响。
合理选择原料和配比、优化混合和研磨工艺、控制干燥条件等都是提高锂电池浆料质量和性能的关键。
总之,锂电池浆料的制备工艺是锂电池生产过程中不可或缺的环节,对电池的性能和安全性有着重要影响。
核磁共振研究电解液溶剂化结构

核磁共振研究电解液溶剂化结构核磁共振(Nuclear Magnetic Resonance,NMR)是一种重要的研究电解液溶剂化结构的技术。
它利用原子核的磁共振现象来研究溶液中溶剂和溶质分子的构型、动力学和相互作用。
电解液是由溶剂和溶质分子组成的溶液体系。
溶剂是电解液中的主要组分,它参与溶液的溶解和溶质分子的溶解过程。
溶剂的溶剂化行为对电解液的性质有重要影响。
核磁共振技术可以通过观测溶剂分子的运动和相互作用来揭示溶剂化结构。
在核磁共振实验中,溶液样品被置于强磁场中,溶剂中的原子核受到外加磁场的影响发生共振。
溶剂中的原子核可以通过吸收和发射电磁波的方式来反应它们的环境。
通过测量溶剂中吸收和发射的电磁波的频率和强度,可以得到关于溶剂分子的信息。
核磁共振可以提供关于溶剂分子的结构、动力学和相互作用的信息。
首先,通过核磁共振技术可以确定溶剂分子的位置和构型。
溶剂分子的原子核位置对电解液的溶解过程和离子输运过程有重要影响。
核磁共振可以揭示溶剂分子在溶液中的空间排列和定位信息,从而帮助我们理解溶剂的溶剂化行为。
其次,核磁共振可以研究溶剂分子的动力学性质。
溶剂分子的运动对于溶液的性质和反应过程具有重要影响。
通过核磁共振技术,可以研究溶剂分子的转动、振动和扭转等运动,以及溶液中溶质分子和溶剂分子之间的相互作用。
这对于理解电解液的溶质溶剂相互作用机制和动力学过程非常重要。
最后,核磁共振可以研究溶剂分子之间和溶剂分子与溶质分子之间的相互作用。
溶剂化结构对于溶液的性质和反应过程具有重要影响。
通过核磁共振技术可以研究溶剂分子之间的相互作用,如氢键、范德华力和离子-溶剂相互作用等。
这些相互作用对于解释电解液的溶解和离子输运过程具有重要作用。
总之,核磁共振是一种重要的研究电解液溶剂化结构的技术。
通过核磁共振技术,可以揭示溶剂分子的位置、构型、动力学和相互作用等信息,帮助我们理解电解液的性质和行为。
这对于开发新型电解液和改进电化学能源储存和转化设备具有重要意义。
锂电池浆料匀浆磁铁过滤器设备工艺原理

锂电池浆料匀浆磁铁过滤器设备工艺原理概述锂电池浆料匀浆磁铁过滤器设备是用于锂电池正极、负极材料的制备过程中,对浆料进行混合、匀浆、除铁等工艺的设备。
其工艺原理包括浆料的进料、混合、匀浆、磁铁过滤、出料等环节。
工艺流程锂电池浆料匀浆磁铁过滤器设备主要包括自动上料系统、搅拌匀浆系统、磁铁过滤系统和出料系统等组成部分。
工艺流程如下:1.浆料自动上料:将原材料浆料加入自动上料系统中,进行自动上料作业。
2.搅拌匀浆:将已上料的浆料经过搅拌、混合等过程,使得浆料的成分和质量得到均匀分布,达到匀浆的目的。
3.磁铁过滤:将浆料通过磁铁过滤器,去除其中的铁物质和杂质,得到干净的浆料。
4.出料:匀浆好的干净浆料通过出料系统输出,以备进一步加工使用。
工艺原理锂电池浆料匀浆磁铁过滤器设备主要基于以下工艺原理:1.进料系统:自动上料系统是通过设置浆料上料参数,如浆料体积、比重、温度、速度等参数,使得每次上料时均能控制浆料的质量和成分,保证浆料的稳定性。
2.搅拌匀浆系统:搅拌匀浆系统是通过设置相应参数,如搅拌速度、时间、叶片结构等参数,使得浆料能充分混合和匀浆,同时能达到强度和粘度的平衡状态,以便磁铁过滤器进行有效过滤。
3.磁铁过滤系统:磁铁过滤器是由磁体和磁性滤网等部件组成的,能有效地去除浆料中的铁物质和杂质。
磁铁过滤器主要依靠相对运动的磁体和磁性滤网之间的磁力作用,将铁物质和杂质从浆料中吸附出来,并沉积在磁性滤网上。
4.出料系统:出料系统是将匀浆好的干净浆料输出,使得其可以进一步进行后续的加工工艺。
出料系统通过设置控制参数,如出料速度、温度等参数,能够实现干净浆料的稳定输出。
总结总之,锂电池浆料匀浆磁铁过滤器设备是一个在锂电池正负极材料制备过程中非常重要的设备,它能够通过自动上料、搅拌匀浆、磁铁过滤和出料等工艺环节,对浆料进行混合、匀浆、除铁等作业,使得浆料的成分和质量得到均匀分布,保证了后续加工工艺的成功进行。
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。
磁共振技术在电池中的应用

磁共振技术在电池中的应用随着电动汽车和便携式电子设备的普及,电池技术的发展已成为了当今科技领域的热点之一。
磁共振技术作为一种先进的非破坏性检测方法,近年来在电池领域中的应用日益受到关注。
磁共振技术通过利用不同物质的磁共振信号特性,可以对电池进行深入的原位分析,为电池材料和结构的研究提供了新的手段。
本文将探讨磁共振技术在电池中的应用,包括其原理、技术特点、研究与发展现状以及未来的发展方向。
一、磁共振技术原理磁共振技术是一种基于原子核或电子固有的磁矩和角动量的非破坏性无损检测方法。
当物质置于磁场中时,原子核或电子的磁矩会在外加射频场的作用下发生共振吸收和发射,产生共振信号。
通过测量这些信号的频率、幅度和相位来获取物质的结构、化学成分、动力学过程等信息。
对于电池材料而言,磁共振技术可以用来研究电极物质的晶体结构、离子扩散行为、电化学反应机制等重要特性。
二、磁共振技术在电池中的应用1. 磁共振成像技术在电池结构研究中的应用磁共振成像技术(MRI)可以用来对电池内部结构进行三维成像,揭示电极材料、导电剂、隔膜等组分的分布和排布情况。
通过MRI技术可以实时观察电池在充放电循环过程中可能出现的损伤和变化,为优化电池结构和设计提供有力支持。
2. 磁共振谱学技术在电池材料分析中的应用磁共振谱学技术(NMR)和电子顺磁共振谱技术(ESR)可以用于电池材料的表面化学成分分析和异物检测。
通过对阳极、阴极材料的NMR和ESR谱图进行分析,可以了解材料的电催化活性、表面反应机制等信息,为提高电池的能量密度和循环寿命提供理论依据。
3. 磁共振技术在离子扩散和电化学反应研究中的应用磁共振扩散技术(DOSY)可以用来研究电解质在电极材料中的离子扩散行为,揭示电池充放电过程中的离子传输机制和限制步骤。
通过磁共振核磁共振技术(NMR)还可以实时监测电解液中离子浓度和电化学反应产物的动态变化,为电池动力学行为提供实验数据和理论模型。
三、磁共振技术在电池领域的研究与发展现状目前,国内外对磁共振技术在电池中的应用研究已经取得了一定的进展。
磁共振技术在电池中的应用

磁共振技术在电池中的应用随着社会的不断进步和科技的不断发展,电池作为储能装置在人们的生活中发挥着越来越重要的作用。
电池的科研与开发依然面临着诸多挑战,包括充电速度、使用寿命、安全性等方面的问题。
为了解决这些问题,科研人员们不断地寻求新的技术手段,以提升电池的性能和稳定性。
磁共振技术作为一种非常重要的科学研究手段,被应用到了电池研究中,为电池相关领域的科学研究和技术开发带来了全新的启示。
本文将探讨磁共振技术在电池中的应用,以及它对电池领域的影响和作用。
我们需要了解磁共振技术的基本原理。
磁共振技术是一种基于原子核特性的无创检测技术,通过激发样品中原子核的共振现象,从而获得样品的结构、成分和动力学等信息。
在磁共振技术中,样品会被置于强磁场中,并受到一定频率的无线电波的激发,当样品原子核共振时,会产生特定的信号,并通过检测这些信号来获取有关样品的信息。
这种非侵入性的测量方法,使得磁共振技术成为了一种非常重要的材料表征和分析手段,被广泛应用于物理、化学、生物等领域。
在电池领域中,磁共振技术的应用主要集中在以下几个方面。
磁共振技术可以用于电池内部结构的表征和分析。
通过对电池内部各个组件的原子核共振信号进行监测和分析,可以获取电池内部结构的详细信息,包括正极、负极、电解质等材料的组成、分布和相对位置等。
这对于电池设计和优化来说非常重要,可以帮助科研人员们更好地理解电池内部的工作机制,进而设计出性能更优越的新型电池。
磁共振技术在电池材料的研究中也发挥着重要作用。
电池的正极、负极和电解质等材料的组成和结构对于电池性能具有重要影响,而磁共振技术可以帮助科研人员们对这些材料进行更为深入的分析和表征。
通过监测这些材料的原子核共振信号,可以获取材料的晶体结构、晶格参数、分子结构等信息,为电池材料研究提供了全新的手段和视角。
磁共振技术还可以应用于电池性能的评估和监测。
通过监测电池在充放电过程中产生的原子核共振信号,可以实时地获取电池内部的结构变化、电解质流动状态等信息,从而对电池的性能进行实时监测和评估。
导电浆料应用

导电浆料应用
导电浆料是将电子导体粒子添加到聚合物基质中形成的复合物质,具有良好的导电性能和机械性能,被广泛应用于电子产品、信息处理、电池等领域,包括:
1. 电子产品:导电材料可以用于制造导电电路板、柔性电路板等电子产品中,帮助电子设备正常工作和传输电信号。
2. 电池:导电浆料可以用于锂离子电池的电极材料中,提高电极的导电性能和稳定性。
3. 其他应用:导电浆料还可以用于制造抗静电材料、传感器、光电器件等领域,发挥良好的导电性能和机械性能。
总的来说,导电浆料具有很广泛的应用前景,是电子工业和能源行业发展的有力支撑,有助于提高产品性能和降低生产成本。
锂电正极浆料的流变曲线

锂电正极浆料的流变曲线1. 引言锂电池作为一种高性能、高能量密度的电池,广泛应用于移动通信、电动汽车等领域。
其中,正极浆料是锂电池中的重要组成部分之一。
正极浆料的流变性质对其制备工艺和最终电池性能具有重要影响。
本文将围绕锂电正极浆料的流变曲线展开讨论。
2. 锂电正极浆料的组成及功能锂电正极浆料主要由活性物质、导电剂、粘结剂和溶剂等组成。
•活性物质:一般采用锰酸锂(LiMn2O4)、钴酸锂(LiCoO2)或镍酸锂(LiNiO2)等作为活性物质。
它们能够在充放电过程中释放或吸收锂离子。
•导电剂:一般采用石墨、碳黑等导电材料,用于提供良好的导电性能。
•粘结剂:一般采用聚合物,如聚丙烯酸乙酯(PVDF),用于固定活性物质和导电剂。
•溶剂:一般采用N-甲基吡咯烷酮(NMP)、二甲基亚砜(DMSO)等有机溶剂,用于调节浆料的黏度和流动性。
正极浆料的主要功能是提供锂离子的储存和传导通道,并保持良好的电极结构稳定性。
3. 流变学原理流变学是研究物质在外力作用下变形和流动规律的学科。
在锂电正极浆料中,流变学原理可以帮助我们了解其在不同条件下的流动性能。
3.1 流变曲线流变曲线是描述物质在外力作用下应力与应变关系的曲线。
在正极浆料中,常见的流变曲线包括剪切应力-剪切速率曲线、粘度-剪切速率曲线等。
3.2 流变参数流变参数是衡量物质流动性能的指标。
常见的流变参数包括:•剪切应力(Shear stress):单位面积上受到的切向力。
•剪切速率(Shear rate):单位时间内的剪切变形速率。
•粘度(Viscosity):物质抵抗流动的能力。
粘度越高,物质越难流动。
4. 锂电正极浆料的流变性能测试方法为了研究正极浆料的流变性能,常用的测试方法包括旋转型流变仪和振动型流变仪。
4.1 旋转型流变仪旋转型流变仪通过旋转圆柱形试样来施加剪切力,测量剪切应力和剪切速率之间的关系。
通过调节不同的转速和温度,可以获得不同条件下的流变曲线。
干货---最全综述锂电池浆料制备技术及其对电极形貌的影响(1)

干货---最全综述锂电池浆料制备技术及其对电极形貌的影响(1)本文主要根据以下文献整理:Kraytsberg A, Ein Eli Y. Conveying Advanced Li‐ion Battery Materials into Practice The Impact of Electrode Slurry Preparation Skills[J]. Advanced Energy Materials. 2016, 6(21): 1600655. 理解错误之处,请批评指正。
该文献基于最理想的电池极片微观结构特征,综述了目前工业生产上先进的锂离子电池电极浆料的制备技术,及其对电极形貌和性能的影响。
如果想详细研读此综述文献,可以前往SCI-Hub下载全文(/10.1002/aenm.201600655)。
分享给大家,由于内容较多,分成两个部分共享,此为第一部分,全文具体内容包括:1、前言2、浆料形貌和制备工艺对电极形貌特征的影响3、微米和纳米颗粒浆料基本形貌4、搅拌方法和设备 4.1、流体剪切搅拌 4.2、球磨搅拌 4.3、超声波搅拌5、分散剂和表面活性剂的影响6、浆料制备投料顺序的影响7、含石墨烯和CNT浆料的的特性7.1、CNT 7.2、石墨烯8、浆料特性与后续制备工艺的关系9、结论、总结与展望。
1、前言锂离子电池性能依赖于电池极片各组分的成分和性质,包括电活性物质、导电剂、粘结剂等。
电极制备工艺决定电极的微观形貌,也是非常重要的。
电极制备技术的进步不仅可以降低电池生产成本,而且可以提升电池容量和循环稳定性。
在学术界,许多方法被尝试用于锂电池极片制备,比如化学气相沉积、喷射沉积、激光沉积、旋转涂布等。
甚至有研究人员致力于开发由电活性颗粒、导电剂、粘结剂干粉混合物直接涂敷在集流体基体上,而不用液态浆料。
所有这些方法都还没有商业应用,本文也不做讨论。
目前,大部分锂离子电池极片生产都是在金属集流体上涂敷电极浆料层,然后干燥,干燥极片再辊压压实。
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北京拉莫尔科技发展有限公司
锂电池浆料主要由活性物质、导电剂、粘接剂及溶剂等组成,其分散相有不同粒径、形貌、密度的颗粒组成,对应的分散介质分为油性NMP(常作为正极浆料溶剂)和水性溶剂去离子水(常作为负极浆料溶剂)。
因此,锂电池浆料同泥沙、涂料、陶瓷浆料一样,也属于一种悬浮液。
锂电池极片制造过程中,浆料的质量及制浆工艺的稳定性对整个生产工艺将产生重大的影响,为了获得高度分散、成分均匀、性能稳定的浆料,必须深入研究浆料的分散和稳定机制。
低场核磁共振技术已经在颗粒悬浮液领域中被广泛用于研究颗粒的浸润性,在液相中的分散性,分散工艺,分散剂的选型及用量等,尤其是对于固含量浓度很高的浆料体系,核磁共振技术展现了它特殊的技术优势。
针对核磁共振技术在锂电领域的应用,北京拉莫尔科技发展有限公司专门开设了这几期技术讲座,今天是第一期讲座:核磁共振在锂电浆料之导电浆料中的应用。
锂电池产量快速增长带动了产业链上游行业的发展,除正极材料、负极材料、电解液和隔膜四大材料外,锂电池导电剂作为重要的辅助材料之一,其产品品质的更新换代和需求量与节节攀升。
高工产研锂电研究院(GGII)的数据显示,2017年传统的导电炭黑的用量占50%左右,碳纳米管的用量占到35.5%,其余为导电石墨和石墨烯等材料。
传统的导电炭黑主要依赖于进口,而新型的碳纳米管导电剂则主要是国产的,新型导电剂的添加量比传统的导电炭黑用量更少,性能更好,随着新型导电剂(碳纳米管和石墨烯)的价格不断下降,预计到2020年左右新型导电剂在锂电池行业的用量占比将达到70%左右。
碳纳米管和石墨烯的溶解度低,比表面积大,具有很强的范德华力,极易形成团
聚或缠绕。
一旦发生团聚或缠绕,将造成性能的下降,因此现在许多锂电池厂都直接购入导电浆料添加到锂电浆料中进行使用。
那么导电浆料的生产和检测,就成为一件至关重要的事情。
由于碳纳米材料的黑色属性,对各种波长的光都有吸收作用,且碳纳米材料的导电浆料浓度高,用激光粒度仪无法测量;如果对浆料进行稀释则完全改变了浆料的本来性质,不能描述浆料的实际分散特性。
因此,国外的电池厂商已经开始采用核磁共振技术来测量导电浆料的性质,来改进生产和分散工艺,对产品质量进行监控。
常见的导电浆料分为两种,一种是油性浆料(溶剂为NMP)用在电池正极浆料,一种是水性浆料(溶剂为去离子水)用在电池负极浆料。
首先将碳纳米管分散到溶剂中,然后进行研磨将碳纳米管团聚颗粒用剪切力打散,该过程是最耗时的过程,然而也是最难进行定量评价:导电浆料何时是分散最好的状态?是否分散时间越长,碳纳米管在溶剂中的分散性就越好呢?
目前有一些现有技术,用光学的办法可以评价浆料的稳定性,检测浆料中的颗粒何时发生沉淀。
但该技术显然只能取样之后很长时间才能得到测试结果,不能满足实时和快速检测浆料分散性的目的,无法对浆料成品予以评价,换言之如果检测到浆料已经发生沉降了,那么这批浆料就已经变质且不能再被使用了。
另外,通过沉降性来反映颗粒的分散性毕竟不够微观,在沉降发生以前颗粒的团簇和聚集早已经发生。
针对这样的问题,我们提出了用核磁共振技术来检测和评价导电浆料分散性和稳定性的方法。
核磁共振测量浆料的原理在于颗粒表面的溶剂和浆料内部自由溶剂的核磁共振驰豫时间相差很大,在几个数量级以上。
两种溶剂所占的比例多少决定了仪器最终测得的浆料核磁共振驰豫时间T,用如下公式表示:
1/T=Ps/Ts+Pf/Tf
Ts是表面溶剂的驰豫时间,Ps是表面溶剂的比例,和颗粒的干比表面积、固含量以及润湿性系数有关,干比表面积(BET)越大,固含量越高(wt%),润湿性系数越高(最大值是1),则Ps越大。
Tf是自由溶剂的驰豫时间(Ts<<Tf),Pf是自由溶剂的比例。
根据上式,当浆料的固含量一定时,如果测得的驰豫时间越短,就说明颗粒表面溶剂的含量越多,要么是颗粒自身的干比表面积大或者润湿系数高。
颗粒的干比表面积可以通过BET氮气吸附法测量,一般厂家都会提供该数值,但在浆料中,干比表面积并不一定等于湿比表面积,湿表面积除以干比表面积才是润湿性系数,显然润湿性系数最大只能是1,如果颗粒的分散性不好,表面没有完全被溶剂铺满,那么润湿性系数就会远小于1,此时浆料的分散性就不好,极容易发生团簇或沉降。
我们用一个简单的例子来说明:
我们取同样的碳纳米管干粉(BET比表面积都一样)制备碳纳米管的水性分散液,一部分用专门的研磨分散设备进行分散,另一部分则用普通的超声方法分散两小时。
然后我们取两种碳纳米管溶液分别进行测量,测试结果如下:
分散工艺浓度(%)T1驰豫时间(ms)T1平均值驰豫率R1(/s)
专业研磨设备1.25007.25077.386567.3186136.6376 0.625014.589014.685814.637568.3178 0.312529.430529.251229.340934.0821 0.156358.431457.929858.180717.1878
超声分散 1.000044.950844.876444.913622.2650
专业的研磨分散设备生产的碳纳米管,其浓度越高,驰豫时间T1越短,驰豫率R1越大;驰豫率与浓度之间存在着线性关系。
超声分散的碳纳米管浆料,浓度虽然很
高,但是其驰豫时间却很长,明显高于专业设备制备的0.3125%浓度的分散液。
如果专业的研磨分散设备生产的碳纳米管浆料的润湿性系数为1的话,那么超声分散工艺制备的碳纳米管浆料的润湿性系数只有0.25左右。
通过分散性系数,我们就能非常清晰地判断出浆料是否已经完全分散,分散性越好的浆料其质量就越稳定,越均匀不容易发生团簇和沉淀。
不管是碳纳米管浆料厂家还是锂电池厂家,都采用了专业的研磨和分散设备,且研磨的时间也相对较长,那么这是否就说明浆料的分散就完全充分了呢?我们用下面这个例子来说明,这是一个碳纳米管NMP 油性浆料,在不同的分散时间取样,分别测量它们的驰豫时间T1,如下图所示:
0123456789
9
10
11
12
13
1415
16
17
18
T 1(m s )milling time(h)
实验测试发现,在4小时以前浆料的驰豫时间是不断减小的,这说明浆料的分散性越来越好,但4小时以后浆料的驰豫时间却开始增加,这说明浆料的分散性开始变差。
这个案例说明,单纯地靠增加研磨时间,不仅增加成本反而可能适得其反,使浆料的分散性变得更差。
因此,核磁共振技术就成为一种能快速和定量测试浆料分散性的强有力工具。