粘结剂应用常见问题及解决思路

1、浆料沉降怎么办?
原因:
(1)选用的 CMC 种类不适用,CMC 的取代度和分子量会一定程度的影响浆料稳定性,
例如取代度低的 CMC 亲水性差,对石墨的润湿性好,但浆料的悬浮能力差;
(2)CMC 用量少,不能有效的悬浮住浆料;
(3)捏合过程参与捏合的 CMC 用量太多,导致游离在颗粒之间、起悬浮作用的CMC用量不足,往往会导致浆料稳定性不好;
开瑞论坛(4)高的机械作用力、浆料的酸碱性波动都可能会导致 SBR 的破乳,从而使得浆料沉降;
解决思路:
(1)换用或者搭配取代度高、分子量大的CMC,例如量产配方中WSC 与CMC2200的搭配使用,WSC 本身分子量低、取代度低,对石墨的润湿好、悬浮能力弱,搭配 CMC2200之后,浆料的稳定性得到了大幅的提升;
(2)增加 CMC 的用量是提升浆料稳定性的最有效的手段之一,但要到工序能力和电池的低温性能的平衡点;
(3)减少捏合的 CMC 用量,提高游离 CMC 的含量,可以一定程度的提升浆料稳定性;
(4)SBR 加入浆料体系之后,要把自转的搅拌速度降低;
2、过滤时堵孔,无法过滤怎么办?
原因:
(1)活性物质润湿差,没有分散;
(2)SBR 破乳导致的不能过滤;
解决思路:
(1)采用捏合工艺;
(2)SBR 加入浆料体系之后,要把自转的搅拌速度降低,防止破乳的发生;
3、浆料出现凝胶怎么办?
原因:
凝胶产生主要分为两种:一种是物理凝胶,另一种是化学凝胶。
1)物理凝胶:阴极活性材料、SP、溶剂 NMP 已吸水,或环境中的水含量超标,容易形成物理凝胶。这是因为在颗粒的周围包裹有 PVDF 的高分子链,当浆料中分含量超标时,高分子链运动受阻,高分子链之间相互缠结,降低了浆料的流动性,出现凝胶现象。
2)化学凝胶:在制备高镍或高碱性活性材料的过程或静止过程中,容易产生化学凝胶现象。这是因为 PVDF 在碱基的高 pH 环境(如下图所示),
高分子主链容易脱 HF 生成双键,同时浆料中存在的水分或者溶剂中的
房地产信息化
胺进攻双键,形成交联,从而严重影响降低了生产能力,恶化电池性能。
一般随着活性材料碱性的增大,浆料凝胶现象越严重。
解决思路:
1)物理凝胶:可通过严格控制原料和环境中的水分,浆料存储时采用适当速度搅拌加以控制。
2)化学凝胶:可通过一下方法加以控制:
1)活性物质及导电碳分散前需要 Baking,除去所吸附的水分;提高 NMP 纯度;
2)在匀浆过程中严格控制环境水分;
3)来料降低 NCM 颗粒表面游离Li,以便降低NCM材料的碱性;
4)开发Anti-gel PVDF,开发思路如下图,接枝其他基团取代单元基团- CH2-CF2-中 H/F,抑制聚合物中连续的脱 HF 反应,减少交联位点的比例。目前采用的接枝基团或改
性基团多为乙烯基醚、六氟丙烯、四氟乙烯等单体。
5)开发非 PVDF 类阴极 Binder,因为上述解决方法并不能被完全抑制 PVDF 脱 HF反应,如果开发高碱性阴极材料(高镍材料,NCA)或者添加功能性添加剂(Li2CO3,呈碱性),还是会有浆料凝胶的风险,因此目前正在开发非 PVDF 类阴极 Binder,以彻底解决这一问题。
7.4 涂布极片外观差怎么办?(极片开裂)
原因:
(1)Binder 本身玻璃化温度较高,导致成膜温度高于涂布温度,成膜过程困难,导致表现出极片开裂的现象;
(2)另一种情况存在于水溶性 Binder 中,固化成膜时,Binder 失水收缩严重,导致整个极片开裂,如水性 PAA 体系;
实例:
聚丙烯酸类高分子是硬质的,可绕性差,在电极制作过程中,会出现大面积的极片蜷曲、开裂,以至于在涂布、卷绕中,生产优率非常低;
科学时代杂志PAA 电极在加工过程中发生卷曲、开裂
解决思路:
(1)如果是因为 Binder 本身成膜温度过高造成的涂布外观差,可以换用其他成膜温度
低的 Binder;
女子足球
(2)对于水性的 PAA 体系,我们采用的是加入 EC 增塑的办法,对改善极片开裂有明显的帮助:
秦之声文华奖卷针法测试电极片柔韧性
7.5 涂布极片外观差怎么办?(气泡)
原因:
(1)CMC 中有不溶纤维,涂布时会出现颗粒状气泡;
(2)SBR 中乳化剂太多,乳化剂实际上相当于表面活性剂的作用,它平衡了气泡的表面张力,使得气泡无法去除;
乳化剂使得起泡稳定
解决思路:
(1)选用不溶物少的 CMC,如 EV 量产配方中 MAC500 替代 CMC2200;
(2)减少 SBR 乳化剂用量;
7.6 冷压粘辊怎么办?
在极片制备过程中,通过极片冷压,一方面可以减小粘结剂与活性物质颗粒表面间的距离,当间距达到 10 埃时,便产生了分子之间的作用力,即范德华力,使两者结合更加紧密;另一方面,在冷压的作用下,可以促进粘结剂的流动与铺展,增加活性物质表面的有效粘接面积,从而可提高粘接效果。通常,不同的浆料配方,其冷压后极片状态不尽相同,其中,部分配方容易出现冷压鼓泡、粘辊的现象,导致其推广受阻,如 B0#配方,如图下图中所示。
配方中极片冷压外观
从 binder 的角度分析,冷压粘辊主要原因有:
1)粘结剂 Tg 过低。目前,在实际生产中,极片冷压是在室温下进行的。
器官克隆若粘结剂 Tg过低,此时,binder 会处于粘弹态,分子链运动剧烈,在

本文发布于:2024-09-22 07:40:20,感谢您对本站的认可!

本文链接:https://www.17tex.com/xueshu/74817.html

版权声明:本站内容均来自互联网,仅供演示用,请勿用于商业和其他非法用途。如果侵犯了您的权益请与我们联系,我们将在24小时内删除。

标签:浆料   极片   导致   过程   凝胶   冷压
留言与评论(共有 0 条评论)
   
验证码:
Copyright ©2019-2024 Comsenz Inc.Powered by © 易纺专利技术学习网 豫ICP备2022007602号 豫公网安备41160202000603 站长QQ:729038198 关于我们 投诉建议