鋰離子電池漿料穩(wěn)定性能研究及結(jié)論

導(dǎo)讀：為了追求更優(yōu)異的電化學(xué)性能，電池行業(yè)對電極漿料的粒徑要求更高，且正向納米級方向發(fā)展。但材料粒徑越小，其比表面越大，宏觀表現(xiàn)為漿料的分散性越差，因此電池漿料需要確定合適的固含量比例。  

現(xiàn)有的磷酸鐵鋰材料導(dǎo)電性能較差，為了改善其導(dǎo)電性能，研究人員在其中添加了一種導(dǎo)電性能優(yōu)異的碳納米管（CNT）以降低電池內(nèi)阻。碳納米管加入電池漿料中可以形成網(wǎng)狀的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，從而顯著提高漿料的導(dǎo)電性能。

通常所使用的電池級碳納米管主要是分散于溶劑N-甲基吡咯烷酮（NMP）中形成一種黏稠物，而由于碳納米管是納米級材料，其具有很高的比表面積，導(dǎo)致了其在電池漿料中容易團(tuán)聚。在漿料的混合分散工藝中，碳納米管的加入很容易形成二級團(tuán)聚體。由于鋰離子電池漿料是非牛頓流體，其漿料以固體小顆粒狀態(tài)分散在溶劑NMP 中。這些固體小顆粒自身之間同時(shí)具有吸附作用與排斥作用，當(dāng)吸附力大于排斥力時(shí)，則顆粒之間發(fā)生吸引，粉體顆粒容易團(tuán)聚，從而影響后序的涂布操作。

因此針對電池漿料分散技術(shù)展開研究，將有助于鋰離子電池的長期發(fā)展。T.J.Patey 等通過漿料的分散實(shí)驗(yàn)，對比不同分散條件下得到電池的各項(xiàng)電化學(xué)性能，提出了均勻分散的電池漿料可以提高電池的循環(huán)壽命。唐贊謙利用高速分散工藝研究了磷酸鐵鋰正極漿料的不同分散情況，結(jié)果顯示，漿料的分散越均勻，其電池的加工性能和電性能的改善效果越好。

有人結(jié)合合肥國軒高科動(dòng)力能源股份公司的正極漿料的特性，研究了在正極漿料中加入碳納米管后漿料的穩(wěn)定性能，分別比較了漿料在攪拌和靜置的條件下，各種性能的變化情況，以期為電池漿料分散技術(shù)及鋰離子電池的制備與改進(jìn)提供參考。

結(jié)論

在不斷攪拌和靜置條件下，對鋰離子電池正極漿料分別做了黏度、固含量的測試。結(jié)果表明，加入CNT的正極漿料，其漿料在靜置條件下黏度隨時(shí)間的變化很快，而在不斷攪拌條件下，漿料穩(wěn)定性較好；又對2種不同處理?xiàng)l件下的漿料做了超低剪切速率和三區(qū)間觸變性能等相關(guān)流變性能測試，同樣可得出靜置條件下漿料穩(wěn)定性較差的結(jié)論。

據(jù)此為電池生產(chǎn)企業(yè)提出建議，從合漿缸內(nèi)取出的漿料，需在一定的時(shí)間內(nèi)完成涂布，否則由于正極漿料易發(fā)生沉降，其穩(wěn)定性容易受到破壞，從而影響漿料的性質(zhì)。

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