锂离子电池是一个纷乱的体例工程，电池本能瑕瑜受到原原料，电池打算，创设配置与工艺，处境等浩瀚成分影响，任何一点缺陷都或者导致电池产物的崩塌。是以，固然现正在闭于锂电池的新原料，新打算，新工艺豪爽展示，它们的家当化经过却很迟钝，锂电池并没有展示浩大的手艺变革。

　　原料是锂电池的根本，而创设工艺也很紧张。此中，混料工艺正在锂离子电池的通盘分娩工艺中对产物的品德影响度大于30%，是通盘分娩工艺中最紧张的枢纽。锂离子电池的电极创设中，正负极浆料基础上都是由活物质、聚集物粘结剂、导电剂等构成。电极浆料的混料工艺大要分为三种：

　　（2）湿法混料工艺，基础历程为溶胶-夹杂导电剂-夹杂活物质-稀释。这是目前国内的主流工艺。

　　（3）干法混料工艺，基础历程为活物质、导电剂和黏结剂干粉夹杂-参预适量溶剂润湿-参预溶剂高速分袂碎裂-稀释调整粘度。对电池浆料的央浼，第一是分袂平均性，若是浆料分袂不均，有紧要的重逢形势，电池的电化学本能受到影响；第二，浆料必要拥有优良的重降安闲性和流变性子，知足极片涂布工艺的央浼，并获得厚度均一的涂层。

　　最下手锂电池浆料的创设鉴戒涂料行业，1999年时，韩国人就下手了钻探投料按序对浆料本质和电池本能的影响。他们接纳如图1所示四种投料工艺实行混料，采用好像的原料和配方，仅仅转折投料按序就能转折浆料的本质。浆料的夹杂水准取决于颗粒巨细，粒度散布，形态，比皮相积，颗粒的溶剂接收率等，从搅拌下手到粘度安闲所需的时期和挨次参预的原料的比皮相积最干系。

　　本事1：活物质接收液体不充沛，导电剂的比皮相积比活物质颗粒大许多，皮相接收了豪爽的液体，液体陷入导电剂中，不行容易活动。

　　本事2：活物质比皮相积幼，更容易开释液体。导电剂后参预，下手接收溶剂，粘度安闲时期更长。

　　本事4：活物质和导电剂同时接收液体，润湿固体颗粒，此种本事接收溶剂最充沛，浆料分袂性最好，是以，好像的固含量要求下浆料粘度最低。

　　钻探结果发明采用第4种工艺的浆料粘度抵达安闲的时期可采纳，况且所造备的浆料粘度最低，如表1所示，分袂性最好，况且半电池轮回测试结果注明此工艺造备的电池循放电容量衰减最幼（图2所示）。

　　钱龙等人采用活物质、导电剂、粘结剂干粉预夹杂-超高粘度的搅拌工艺，所造备的浆料与守旧湿法工艺比拟，该工艺分娩的负极浆料拥有更好的本能，浆料黏度、颗粒度和固含量安闲性等均比流体分袂工艺获得的浆料要好，造成的膜片电阻率较低，粘接力较高，造成的电芯容量维持率更高。超高粘度搅拌时干粉，剪切力大可能加倍充沛分袂颗粒细微容易重逢的导电剂，同时也更有利于粘结剂融解和安闲，从而电池本能更优。

　　（1）粉料的润湿，将附着于粉体上的氛围以液体介质庖代。一种粉体要分袂正在液体中，最初必需被润湿，固体皮相的潮湿性由其化学构成和微观组织决议。固体皮相自正在能越大，越容易被液体潮湿；反之亦然，润湿性可用接触角巨细显露。（2）颗粒重逢体的分割、分袂，碎裂重逢体要紧有三种力：配置动弹历程中的呆滞力，颗粒之间爆发碰撞发生的效使劲，高速分袂剪切力。

　　（3）固体悬浮物的安闲化，阻遏依然分袂的颗粒爆发正在重逢，分袂安闲效用有静电安闲、空间位阻安闲。

　　（2）参预适量溶剂，对粉体颗粒实行润湿，使颗粒皮相吸附溶剂，同时正在这种高粘度下搅拌，下手造成大的剪切力效用，充沛混匀润湿粉体颗粒；

　　（3）接续参预溶剂，高速剪切力效用下对颗粒重逢体实行分袂，使导电剂平均散布；（4）接续参预溶剂，稀释浆料，调整粘度使之适合涂布工艺。

　　此中，粉体的润湿是工艺的中枢设施，溶剂的量存正在一个临界点，若溶剂偏少，亏折以润湿全盘粉料，那么干粉势必成团，后续思将其掀开有必然难度；况且，过干的境况下，双行星搅拌机中，浆料容易“爬杆”，并不行起到搅拌的成果；若是溶剂偏多，浆料很容易活动，搅拌桨的剪切力效用成果减幼，况且，捏合搅拌也起不到捏协力破碎重逢的效用。实践浆料的成果都能够用细度和粘度来判决：好像要求下，粘度越幼，细度越幼，说明分袂成果越佳干粉。

　　近几年，干法混料工艺正在第一步干粉夹杂设施进一步获得优化，展示高强度干粉夹杂工艺革新浆料和电池性子的报道。图4为高强度剪切夹杂配置Nobilta™组织示企图，搅拌拐和壁的间隙3mm，表里壁之间有一层水套冷却高速分袂中发生热量导致的温升。正在夹杂历程中，因为高速盘旋发生的高剪切力效用下，固体颗粒被高速盘旋轴高速盘旋而离心别离。高速分袂的强度可用弗鲁德数Fr（Froude-toolnumber）表征，界说为效用正在颗粒上的离心力与重力的比值，可由式（1）描绘。当转子的半径维持稳固，Fr取决于于转子速率的ω，转子的转速越高，弗鲁德数越大，注明高速分袂的强度越大。

　　高强度的干粉剪切分袂拥有两个方面的效用：一方面，高的剪切力可能使导电剂重逢体充沛碎裂分袂，另一方面，高速分袂效用下，干粉搅拌可能完毕微观上的夹杂，正在较大的活物质颗粒皮相重积造成一层由细微的分袂开的导电剂重积层，从而造成优良的导电汇集。如图5所示，普通的干粉夹杂强度低，导电剂没有完整分袂开，正在活物质颗粒皮相照旧存正在重逢，而高强度干粉夹杂工艺使导电剂重逢体充沛碎裂分袂，正在活物质皮相造成重积层。

　　高强度的干粉分袂夹杂要紧的参数有：（1）高速分袂的强度，可用弗鲁德数或转子线是高强度干粉夹杂对涂布极片孔隙率的影响，极片涂布之后未辊压，高强度干粉夹杂可能低重极片的孔隙率，转速必然时，跟着分袂时期越长，孔隙率越低，而分袂时期必然时，转速越高孔隙率越低。

　　图7是高强度干粉夹杂对涂布极片勾结强度的影响，极片涂布之后未辊压，高强度干粉夹杂可能升高极片的勾结强度，转速必然时，跟着分袂时期越长，勾结强度越高，而分袂时期必然时，转速越高勾结强度越高。

　　是以，采用高强度干粉夹杂工艺，势必可能升高电池的本能，如图8所示。极片涂布之后辊压到好像的涂层压实密度，然后同样的负极极片拼装玉成电池，测试电池本能。与不采用此工艺的电池比拟，高强度干粉夹杂工艺能够升高电池的倍率性子和和轮回本能。

　　然而，若是高强度太高，或者时期太长，导电剂破碎成细微颗粒，固然扩展了导电剂与活物质之间的接触和分袂成果，然而捣蛋了导电剂汇集的长间隔导电本能，所造备的极片电阻会扩展，相应的电池本能反而会变差，如图9和图10所示干粉。跟着分袂强度扩展，极片电阻先低重后体现扩展趋向，电池的倍率和轮回本能也会相应变差。

　　是以，固然干法混料工艺明显缩短了搅拌工艺时期，浆料安闲性和分袂平均性也更好。然而，此工艺存正在工艺范畴窄的错误。

　　惯例干法搅拌工艺中，正在润湿设施，溶剂量、搅拌转速和时期采取不符合很容易展示品德题目，而这又与原料的颗粒巨细、尺寸散布、比皮相积等相闭亲热，这些参数稍有变革干粉，相应的溶剂量和搅拌工艺要求也必要作出调度干粉。若是第一步参预溶剂量过多，颗粒重逢体谢绝易分袂，展示浆料细度大、导电剂散布不服均的品德题目。而若是第一步参预的溶剂过少，润湿搅拌效使劲大，粘结剂也无法充沛分袂融解或者展示粘结剂长链被捣蛋的境况，导致浆料粘度和安闲性展示题目。这或者是束缚干法混料工艺普及操纵的症结题目干粉。

　　同样，高强度干粉分袂夹杂，同样存正在符合的工艺范畴，正在符合工艺范畴内，极片和电池本能会晋升，然而跨越此范畴，电池本能反而变差。干货｜锂电池浆料干干粉法混料工艺为什么更好