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磷酸鐵鋰離子電池的材料分散問題是什么?如何解決?

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2022年03月01日  

磷酸鐵鋰電池因鋰離子的擴散系數低,導電性上較差,所以當下做法是將其顆粒做小,甚至是做成納米級數,通過縮短LI+和電子的遷移路徑,來提升其充放電速度(理論上,遷移時間和遷移路徑平方成反比)。但由此給鋰電池加工帶來一系列的難題。


比如最常遇到的是材料分散問題。


制漿是電池生產過程中最為關鍵的工序之一,其核心任務就是把活性物質、導電劑、粘結劑等物料均勻的混合,使得材料性能能夠更好的發揮。要混勻,先要能分散。顆粒減小,相應的比表面也就增大,表面能也就增大,顆粒間發生聚合的趨勢就增強。克服表面能分散所需要的能量也就越大。現在普遍用的是機械攪拌,機械攪拌能量分布是不均勻的,只有在一定的區域內,剪切強度足夠大,能量足夠高,才能把聚合的顆粒分開。要提升分散能力,一個是在攪拌設備的結構上優化,不改變最大剪切速度的情況下提高有效分散區域的空間比例;一個是提高攪拌功率(提高攪拌速度),提升剪切速度,相應的有效分散空間也會增大。前者屬設備上的問題,提升空間有多大,涂布在線不做評論。后者,提升空間有限,因為剪切速度提到一定限度,就會對材料造成傷害,導致顆粒破損。


較為有效的方法是采用超聲波分散技術。只是超聲波設備價格較高,前些時候接觸的一家,其價格和進口的日本機械攪拌機相當。超聲分散工藝時間短,總體能耗降低,漿料分散效果好,材料顆粒的聚合得到有效延緩,穩定性大為提高。


另外,可以通過使用分散劑來改善分散效果。


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