哈克流变仪在锂电池行业相关材料中的应用
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3
流动曲线——粘度（高剪切）
不同温度，不同搅拌 速度下浆料的性能会 有不同的变化，从而 可以监控样品在生产 过程中的情况。赛默 飞哈克流变仪可实现 最高4500RPM的转速。
4
流动曲线——粘度
粘度随剪切速率变化 的曲线可表征浆料的 流动能力。
正、负极样品的流动曲线
5
流动曲线——屈服应力
屈服应力
粘度是影响锂离子电池浆料的重要因素之一，它不但影响浆料的流动性能，而且黏 度的一致性和高低同样会影响后序涂布的均匀性和涂布效率。 超低剪切速率区间黏度曲线可定性考察样品的稳定性、是否易沉降、分层等性质。 触变性实验可以评估浆料的流平性能。 高速搅拌下的粘度测试，则可以表征浆料在釜内的情况。 赛默飞哈克流变仪可以向用户提供上述分析测试完备的整体解决方案
HAAKE
袖珍型同向旋转 MiniJet Pro
平行双螺杆挤出机 微型注射成型仪
聚合物加工和测试产品的市场领导者
18
HAAKE MARS 40/60
HAAKE Viscotester iQ
Process 11
2
锂电池浆料
锂离子电池的制备工艺：合浆、涂膜、烘干、辊压、分切、、组装等。 最初的电池浆料的质量将影响后序所制备电池的性能（如内阻和循环性能等）。 锂离子电池浆料是由活性物质（正负极材料）、黏结剂、导电剂等，通过搅拌的方式 均匀分散于溶剂中制备而成的。
锂电池简介
锂电子二次电池是当前最具有前景的电化学能源体系之一，随着新能源汽车的普及， 以及大家对便携式能量存储设备的使用日益增加，由此提出了对锂电池性能不断提高 的要求，比如电池容量，安全性能，使用寿命，对环境影响等，从而引发了对于锂电 池材料开发及电化学性能的研究。新材料的开发、充电/ 放电机制的研究、甚至是电 池生产中对电池材料的质量控制都离不开对电池材料的分析。
100000
G”
G’
10000
Time
1000
多分散指数, PI:
PI 105
G100 0c.01
0.10
1.00
† in rad/s
Gc is the cross over modulus
10000
26000
5 min: PI = 3.896
25500
30 min: PI = 4.006
25000 1000
12
聚合物分子量分析及调控配方
窄分布
交点
Gc
高 Mw
低 Mw
Cross over frequency
fc
• 交点位置可以确定分子量和分子分布 • 流变测试是确定新聚合物配方及质控的关键测试因素
宽分布
13
动态热机械力学性能及玻璃化转变
Tg at 107 ºC
粘性模量的最大值对应的温度代表其玻璃化转变温度
SER (Sentmanat Extensional Rheology)
拉伸作用主导的流动，例 如，吹膜过程
17
材料物性表征部(MC) 聚合物检测和加工试验仪器一览
HAAKE MARS 旋转流变仪
HAAKE Visicotester iQ
质控流变仪
HAAKE PolyLab OS 转矩流变仪
Process 11
24500
60 min: PI = 4.206
24000
23500
100
10.00
100.00
1000.00
23000
30
31
32
33
34
35
36
37
38
HAAKE RheoWin 4.30.0009
† in rad/s
HAAKE RheoWin 4.30.0009
16
聚合物熔体和薄膜的拉伸性能SER
9
聚合物（隔膜材料）分析表征及加工
10
锂电池隔膜材料
锂电池的结构中，隔膜是关键的内层组件之一。 一般采用高强度薄膜化的聚烯烃多孔膜 具有足够的力学性能，包括穿刺强度、拉伸强度等，厚度要求均匀 热稳定性能要好 常用的隔膜有聚丙烯(PP)和聚乙烯(PE)微孔隔膜，以及丙烯与乙烯的共聚物、
1
旋转流变仪在锂电行业相关材料的应用简介
旋转流变仪在锂电池行业有着重要的应用，尤 其是在合浆过程中对于正负极浆料流变性能的 确定及配方、工艺的优化有着重要的指导意义。 例如，可以通过测试正负极浆料的屈服应力来 评价沉降性能；可以通过测试零切粘度来评价 样品的储存及运输稳定性及分散性能；可以通 过测试高剪切速率下的粘度来评价样品的施工 性能及搅拌生产中的性能；可以通过测试样品 触变性来评价其流平性能等。以及对作为隔膜 材料的聚合物类样品进行全面分析表征。或者 使用哈克转矩流变仪进行加工相关研究的测试。
6
屈服应力的测试可以 评价浆料的沉降稳定 性，泵送性能等等。
三段式测试——破坏与恢复
正极
触变性 三段式测试
负极
浆料受到剪切破坏后结构恢复速度的快慢会直接决定其适用性
7
低速剪切——样品储存及运输稳定性
低剪切速率下粘度越高，浆料的储存和运输稳定性越高
8
低速剪切——样品储存及运输稳定性
通过长时间监控粘度 变化的实验可直接表 征浆料的长期稳定性
14
热稳定性
15
聚合物的降解研究
1000000
Polybutadiene Osc. Freq. Sweep CD G' = f († ) G" = f († ) |ƒ*| = f († )
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
100000
G ' in P a ,G " in P a
G ' in P a ,G " in P a
|ƒ *| in P a s
聚乙烯均聚物等 赛默飞哈克流变仪针对此类聚合物样品的基本流变（力学） 表征，拉伸性能，
及其它复杂测试提供完整解决方案，从加工到表征。
11
基本流变性能表征
zero shear viscosity, ƞ0
transition
shear thinning
零切粘度 转变点 高剪切速率数据
分子量 分子量分布 加工参数，挤出，注塑
流动曲线——粘度（高剪切）
不同温度，不同搅拌 速度下浆料的性能会 有不同的变化，从而 可以监控样品在生产 过程中的情况。赛默 飞哈克流变仪可实现 最高4500RPM的转速。
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流动曲线——粘度
粘度随剪切速率变化 的曲线可表征浆料的 流动能力。
正、负极样品的流动曲线
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流动曲线——屈服应力
屈服应力
粘度是影响锂离子电池浆料的重要因素之一，它不但影响浆料的流动性能，而且黏 度的一致性和高低同样会影响后序涂布的均匀性和涂布效率。 超低剪切速率区间黏度曲线可定性考察样品的稳定性、是否易沉降、分层等性质。 触变性实验可以评估浆料的流平性能。 高速搅拌下的粘度测试，则可以表征浆料在釜内的情况。 赛默飞哈克流变仪可以向用户提供上述分析测试完备的整体解决方案
HAAKE
袖珍型同向旋转 MiniJet Pro
平行双螺杆挤出机 微型注射成型仪
聚合物加工和测试产品的市场领导者
18
HAAKE MARS 40/60
HAAKE Viscotester iQ
Process 11
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锂电池浆料
锂离子电池的制备工艺：合浆、涂膜、烘干、辊压、分切、、组装等。 最初的电池浆料的质量将影响后序所制备电池的性能（如内阻和循环性能等）。 锂离子电池浆料是由活性物质（正负极材料）、黏结剂、导电剂等，通过搅拌的方式 均匀分散于溶剂中制备而成的。
锂电池简介
锂电子二次电池是当前最具有前景的电化学能源体系之一，随着新能源汽车的普及， 以及大家对便携式能量存储设备的使用日益增加，由此提出了对锂电池性能不断提高 的要求，比如电池容量，安全性能，使用寿命，对环境影响等，从而引发了对于锂电 池材料开发及电化学性能的研究。新材料的开发、充电/ 放电机制的研究、甚至是电 池生产中对电池材料的质量控制都离不开对电池材料的分析。
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G”
G’
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1000
多分散指数, PI:
PI 105
G100 0c.01
0.10
1.00
† in rad/s
Gc is the cross over modulus
10000
26000
5 min: PI = 3.896
25500
30 min: PI = 4.006
25000 1000
12
聚合物分子量分析及调控配方
窄分布
交点
Gc
高 Mw
低 Mw
Cross over frequency
fc
• 交点位置可以确定分子量和分子分布 • 流变测试是确定新聚合物配方及质控的关键测试因素
宽分布
13
动态热机械力学性能及玻璃化转变
Tg at 107 ºC
粘性模量的最大值对应的温度代表其玻璃化转变温度
SER (Sentmanat Extensional Rheology)
拉伸作用主导的流动，例 如，吹膜过程
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材料物性表征部(MC) 聚合物检测和加工试验仪器一览
HAAKE MARS 旋转流变仪
HAAKE Visicotester iQ
质控流变仪
HAAKE PolyLab OS 转矩流变仪
Process 11
24500
60 min: PI = 4.206
24000
23500
100
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100.00
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HAAKE RheoWin 4.30.0009
† in rad/s
HAAKE RheoWin 4.30.0009
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聚合物熔体和薄膜的拉伸性能SER
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聚合物（隔膜材料）分析表征及加工
10
锂电池隔膜材料
锂电池的结构中，隔膜是关键的内层组件之一。 一般采用高强度薄膜化的聚烯烃多孔膜 具有足够的力学性能，包括穿刺强度、拉伸强度等，厚度要求均匀 热稳定性能要好 常用的隔膜有聚丙烯(PP)和聚乙烯(PE)微孔隔膜，以及丙烯与乙烯的共聚物、
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旋转流变仪在锂电行业相关材料的应用简介
旋转流变仪在锂电池行业有着重要的应用，尤 其是在合浆过程中对于正负极浆料流变性能的 确定及配方、工艺的优化有着重要的指导意义。 例如，可以通过测试正负极浆料的屈服应力来 评价沉降性能；可以通过测试零切粘度来评价 样品的储存及运输稳定性及分散性能；可以通 过测试高剪切速率下的粘度来评价样品的施工 性能及搅拌生产中的性能；可以通过测试样品 触变性来评价其流平性能等。以及对作为隔膜 材料的聚合物类样品进行全面分析表征。或者 使用哈克转矩流变仪进行加工相关研究的测试。
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屈服应力的测试可以 评价浆料的沉降稳定 性，泵送性能等等。
三段式测试——破坏与恢复
正极
触变性 三段式测试
负极
浆料受到剪切破坏后结构恢复速度的快慢会直接决定其适用性
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低速剪切——样品储存及运输稳定性
低剪切速率下粘度越高，浆料的储存和运输稳定性越高
8
低速剪切——样品储存及运输稳定性
通过长时间监控粘度 变化的实验可直接表 征浆料的长期稳定性
14
热稳定性
15
聚合物的降解研究
1000000
Polybutadiene Osc. Freq. Sweep CD G' = f († ) G" = f († ) |ƒ*| = f († )
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
100000
G ' in P a ,G " in P a
G ' in P a ,G " in P a
|ƒ *| in P a s
聚乙烯均聚物等 赛默飞哈克流变仪针对此类聚合物样品的基本流变（力学） 表征，拉伸性能，
及其它复杂测试提供完整解决方案，从加工到表征。
11
基本流变性能表征
zero shear viscosity, ƞ0
transition
shear thinning
零切粘度 转变点 高剪切速率数据
分子量 分子量分布 加工参数，挤出，注塑