制浆理论基础及工艺探讨

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1、制浆理论基础及工艺探讨12目录1.制浆目的及意义2.检测3.基础知识4.工艺探讨一切产品都是为了服务客户，制浆也是如此。锂离子电池结构是10-5m级厚度的正负极片、隔膜，以卷绕或叠片方式装入壳体的，也就是说正负极活性物质要做得很薄。又因为他们自身导电性能多数时不够好，所以得加导电剂。并且得附着于铜铝箔，那就得用粘结剂把粉末状的正负极粘在金属箔上。能直接把胶和粉末混合后涂在箔上吗？很可惜，并不能。为什么？第一，常用胶PVDF是固体，第二，极高固含量的固液混合物无法涂那么薄，而且要涂均匀。怎么办？用溶剂溶解粘结剂同时使稀释，

2、一石二鸟。正负极活性物质、导电剂、粘结剂、溶剂——也许有别的添加剂，这就是制浆产品的全家福。把这些原材料涂到箔体之前，需要均匀混合，于是，制浆工序诞生了。31.制浆目的及意义——全家福&诞生满足客户需要是产品存在的意义。制浆工序产品（也就是浆料）的客户是谁？是紧接着的涂覆工序。涂覆工序对浆料的要求是什么？当然要混合得尽量均匀了；流动性不能太差，不然流不动没法涂；也不能太稀，那样不容易烘干，同时产生流延问题；粘结性当然需要保证；浆料稳定性也不能太差，起码一批浆料涂完之前不能沉降；制浆时间不能太长，及时供应，起码能满足涂覆产

3、能……梳理一下即得到：1.均匀性；2.粘度范围；3.粘结性；4.稳定性；5.制备时间。41.制浆目的及意义——客户需要电极原料特征：粒度小、比表面积大、表面能高、表面原子数增多及原子配位不足等，属于热力学不稳定体系，在制备和使用过程中极易发生粒子凝聚、团聚，形成二次粒子，使粒径变大，从而失去原具备的功能。分散性很差的浆料在实际使用过程中十分困难，使其效能不能充分发挥，对电池性能产生十分不利的影响。因此必须重视研究，力求较完善解决。51.制浆目的及意义——原料特征及困难61.制浆目的及意义——FMEA要想进一步了解制浆的意

4、义，学一下粉浆工序的FMEA是很有必要的。至此，大家应该了解，制浆工序对电池性能的影响是多么大。那么，我们是如何检测评判制浆工序的产品——浆料是否OK呢？如前所述，客户的要求是1.均匀性；2.粘度范围；3.粘结性；4.稳定性；5.制备时间。那么，我们如何判断我们的产品满足要求呢？1.均匀性通过细度检测；2.粘度范围通过粘度检测；3.粘结性通过实验、中试阶段拉力测试检测，生产并无此项；4.稳定性通过实验、中试阶段沉降实验检测，生产并无此项；5.制备时间通过工艺控制并不断优化。粘结性和稳定性的判定时间较长，只能在初期阶段检测

5、，定型转批量生产时只在出现异常时才考虑检测。2.检测2.检测粘度是确保涂覆时适合的浆料流动性。固含量是确保投料量正常、无异常的。通常先调好粘度，再确认固含量，并作为以后的参考标准固化下来。极性材料固含量真空后粘度（25±5℃）正极三元72.0%±1.5%6000±1500cp三元+钴锂(PVDF3%)69.76%±1.5%6000±1500cp钴锂(PVDF2%)76.72%±1.5%6000±1500cp钴锂(PVDF3%)72.72%±1.5%6000±1500cp磷酸铁锂(C0127)61.63%±1.5%8000

6、±1500cp磷酸铁锂(C0158)55.03%±1.5%8000±1500cp负极G25+Ab0557.44%±1.5%5000±1000cpG25+TCB-S57.44%±1.5%5000±1000cpBa21(HSV900)57.0%±1.5%5000±1000cpBa2158.5%±1.5%5000±1000cp正极Ba21体系G25体系水溶剂体系≤60μm≤45μm≤35μm负极钴酸锂体系锰酸锂体系铁锂体系≤45μm≤45μm≤35μm细度是检查预判浆料分散效果的，有无颗粒或团聚。3.基础知识让我们先了解一些常

7、见术语和基础知识，再共享一些相关理论。原级粒子，又称一次粒子(颗粒)。物料或气溶胶生成时，构成物料或气溶胶的颗粒，是不破坏分子间结合而存在的最小组成单位，称为一次颗粒，一次颗粒可以凝聚、生长成为二次颗粒或更高次的状态。凝聚体，是指以面相接的原级粒子，其表面积比其单个粒子组成之和小得多，再分散十分困难。附聚体，是指以点、角相接的原级粒子团簇或小颗粒在大颗粒上的附着，其总表面积比凝聚体大，但小于单个粒子组成之和，再分散时相对于凝聚体比较容易，即所谓的软团聚。凝聚体和附聚体统称二次粒子，见下图。润湿：是将物料缓慢地加入液体体系

8、中形成旋涡，使吸附在物料表面的空气或其他杂质被液体取代的过程。颗粒与溶剂润湿程度的好坏可用润湿热来描述。润湿热越大，说明固体在液体中润湿程度越好，从而颗粒在液体中的分散效果就好，反之则差。10软团聚体:由范德华力、静电引力、毛细管力等较弱的力引起的微粒团，它在外力作用下易于拆开;硬团聚体:原料在锻烧或高温处理过程中由