锂离子生存时采用湿法制浆工艺怎么样

2022-03-01      664 次浏览

锂离子电池的生产中,电极制造、电芯装配封装、电池预充化成激活是三个主要的工作阶段,也就是在锂电人口中所说的前道工序、中道工序及后道工序。电极制造是生产锂电池的血肉,电芯装配封装则是塑造锂电池的骨架,锂电池预充化成激活则是铸其魂,三者是紧密相依且不可分割的整体,在锂离子电池生产过程中都起着重要的作用。其中任何一个因素,例如原材料,电池设计,制造设备与工艺,环境等,略有缺陷都可能导致电池产品性能的不良。


在极片制造工艺阶段,可细分为浆料制备、浆料涂覆、极片辊压、极片分切、极片干燥五道工艺。当然,根据制造工艺的不同,每个公司厂家都会对其中的部分工艺顺序进行变化或删改。电极浆料制备和极片涂布无疑是电极制造的最基础内容,最关键的工序,而电极浆料性质又直接影响着涂布的效率、质量。


湿法制浆和干法制浆工艺的区别,主要体现在不同阶段,浆料固含量的区别上。湿法制浆工艺特点是浆料成品前期固含量较低,而干法制浆则刚好相反。湿法制浆的主要流程是先将粘结剂、导电剂等物质进行混合搅拌,随后加入活物质进行充分的搅拌分散,最后加入适量溶剂进行粘度的调整,以适合涂布。粘结剂的状态主要有粉末状和胶状,有的公司会采用先打成胶液,这样便于粘结剂的作用发挥,有的公司则直接采用粉末的粘结剂。


正负极的粘结剂状态选择也得根据情况而定,例如对于常用的正极粘结剂PVDF来说,较高的分子量则不推荐直接使用粉体,而应该先制成胶液再进行浆料制备。PVDF的溶解在常温常压下至少需要2-3小时才能完全溶解,否则浆料粘度会出现较大跳动,对于涂布中面密度的变化也是极大的影响。


湿法制浆工艺在国内锂电池厂家中采用比较广泛,在湿法混料工艺中,一般选择双行星真空搅拌机作为主流锂电池浆料搅拌设备。湿法制浆工艺的特点是,先制备好分散均匀的导电胶,再进行活物质与导电胶的混合分散,此工艺所耗时间较短、工艺较为简单,浆料流动性好且气泡较少。搅拌时间少,有利于生产效率的提高。


该工艺的适应性较强,在活物质、导电剂等存在较小质量差别下也可以接受,制备的浆料不会影响既有的涂布工艺和极片质量。此外,浆料后期抽真空所需时间短。但是湿法搅拌工艺存在的问题是,由于导电剂表面积大,容易吸收溶剂,导致溶剂的流动性较差,加入活物质后,不易达到均匀分散的状态。在相同的固含量条件下,与干法制浆工艺相比浆料的粘度偏高。


如果想要保证极片的质量一致性,比较在意生产的效率和成本,则可以采用湿法的制浆工艺。


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