與傳統(tǒng)的二次電池如鉛酸電池、Ni/Cd電池等相比,在比功率、能量密度及充放電性能方面有著明顯的優(yōu)勢(shì),鋰離子電池還有著循環(huán)壽命長(zhǎng)、自放電率低、綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。在鋰離子電池的生產(chǎn)研發(fā)過(guò)程中,正負(fù)極片的性能對(duì)于電池性能影響巨大。而其中正負(fù)極材料特性和相關(guān)的加工工藝是為重要的影響因素。相關(guān)電池漿料的流變性能直接影響漿料的存儲(chǔ)、涂布工藝。
電池漿料的流變特性與儲(chǔ)存穩(wěn)定性和涂布性能關(guān)系密切。在儲(chǔ)存過(guò)程中,低剪切速率范圍內(nèi)的剪切粘度越大,漿料就越穩(wěn)定??梢酝ㄟ^(guò)一定剪切速率下,粘度隨時(shí)間的變化關(guān)系表征電池漿料的沉降性能。涂布過(guò)程是高剪切速率過(guò)程,在集流體上涂布后,漿料的平流過(guò)程又是低剪切速率過(guò)程。所以電池漿料在高剪切速率范圍下剪切粘度不能太高,如果粘度過(guò)大,則會(huì)造成涂布困難;在涂布后集流體上的漿料在重力和表面張力的作用下平流,在低剪切速率范圍,希望粘度逐漸恢復(fù)到涂布之前的高粘度。
在還沒(méi)有恢復(fù)到高粘度之前,漿料的粘度還比較小,容易平流,涂層表面光滑厚度均勻。恢復(fù)的時(shí)間不能太長(zhǎng),也不能太短?;謴?fù)時(shí)間太長(zhǎng),漿料在平流過(guò)程中粘度太小,容易出現(xiàn)拖尾或者下邊緣比上面的涂層厚度高的現(xiàn)象。如果時(shí)間太短,漿料平流時(shí)間不夠。
通過(guò)上海保圣RH-30流變儀表征漿料的儲(chǔ)存穩(wěn)定性
電池漿料在儲(chǔ)存過(guò)程中,漿料中的顆粒只受到重力的作用,剪切速率非常低,通常的剪切速率范圍是 -。在儲(chǔ)存過(guò)程中,粘度越大,漿料就越穩(wěn)定。上海保圣RH-30流變儀可以通過(guò)描繪在恒定低剪切速率下漿料的粘度隨時(shí)間的變化關(guān)系來(lái)表征電池漿料的沉降性能。負(fù)極電池漿料在低剪切速率 0.1下的剪切粘度隨時(shí)間的變化關(guān)系??梢钥闯?,負(fù)極漿料的剪切粘度隨儲(chǔ)存時(shí)間增加而減小,說(shuō)明負(fù)極漿料在緩慢沉降。
羧甲基纖維素鈉(CMC)是電池漿料配方中的常用助劑,主要起增稠的作用,用于懸浮固體顆粒,阻止沉降,提供存儲(chǔ)穩(wěn)定性。羧甲基纖維素鈉(CMC)溶液需要在低剪切速率范圍內(nèi)具有高粘度,有助于懸浮固體顆粒,降低顆粒的沉降速率。但是在高剪切速率范圍下,需要有較小的剪切粘度,便于涂布。