新能源
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鋰電池發展迅速,其應用領域已從手機、筆記型電腦擴展到電動車、儲能係統等領域。鋰電池已成為當今行動網路世界中不可或缺的一部分。
鋰離子電池研發面臨的技術困難包括:
1)電極材料及導電材料顆粒分散均勻;漿料儲存穩定性;
2)低表面能基材(如PE、PP)高速均勻塗覆過程中的潤濕問題;
3)生產和施工過程中的泡沫控制。
在鋰電池的生產過程中,為了控制界面性能並提供理想的集流體塗層,顆粒的良好分散性對電池性能至關重要。在導電漿料或電極漿料中,添加劑可以改善導電碳材料或活性材料的分散性和穩定性,並使活性顆粒均勻分散在電極材料中,防止其在製備過程中發生團聚,從而實現更均勻的電極塗層製備。例如,潤濕分散劑用於穩定陶瓷顆粒,添加劑產品則可進一步提高基材的潤濕性。
1. 水性電極漿料分散劑
鋰離子電池漿料主要分為水相體系和油相體系兩種。目前主流的漿料體係是正極漿料PVDF/NMP油相體系,佔比高達90%,剩餘10%為水溶性黏結劑;負極漿料則為石墨/CMC/SBR水相繫統。
理想的電極漿料應具有優異的流變性能,使其能夠穩定均勻地塗覆在集流體表面,同時確保固體顆粒均勻穩定分散,無自發沉降和團聚現象,並能形成互連的電極微觀結構。
由於范德華力、靜電吸引力和重力的存在,漿料中的顆粒容易發生團聚或沉降。這會極大影響漿料組分的分散均勻性和漿料的整體抗沉降穩定性。水性漿料中更容易存在較強的氫鍵和靜電力,這為顆粒的團聚提供了有利條件。
因此,水性漿料通常需要添加 潤濕劑和分散劑它可以防止顆粒透過靜電排斥和/或空間位阻原理重新聚集,使導電劑和活性物質分散得更均勻,從而確保漿料的長期穩定性。
2. 隔膜塗層漿料添加劑
隔膜塗層的關鍵在於陶瓷漿料配方的研發。
陶瓷漿料通常採用無機超細粉末(例如氧化鋁和勃姆石)來提高電池的安全性和機械性能。然而,這些無機粉末表面存在大量不飽和鍵,具有較大的表面能,容易在漿料中發生絮凝,嚴重影響陶瓷漿料的鋪面穩定性。
為了透過在振膜上塗覆陶瓷來製備性能良好的陶瓷塗層振膜,通常需要添加… 黏合劑、分散劑、潤濕劑、增稠劑、流平劑、消泡劑等,加入漿液中。
1)潤濕分散劑
降低漿料黏度,增加固含量;可促進陶瓷顆粒在介質中均勻分散,形成穩定的懸浮液。
2)消泡劑
陶瓷顆粒分散過程中通常伴隨著泡沫的形成和穩定。因此,塗覆前必須對陶瓷分散液進行消泡處理,以確保塗層無缺陷,避免因內部氣泡而形成針孔。
3)基材潤濕劑
提高水性陶瓷漿料在疏水性基材上的潤濕性和薄塗層的流平性,並可調節塗層的表面能以改善電解液的潤濕性。此外,它還能提高塗覆速度並優化塗層的附著力。
4)增稠劑
它用於增加漿料的黏度,改變漿料的物理性質,防止塗覆過程中出現下垂,穩定漿料,從而提高漿料的儲存性能。


