鋰電池漿料固含量如何檢測
鋰電漿料需要具有較好的穩(wěn)定性,這是電池生產過程中保證電池一致性的一個重要指標。隨著合漿結束,攪拌停止,漿料會出現(xiàn)沉降、絮凝聚并等現(xiàn)象,產生大顆粒,這會對后續(xù)的涂布等工序造成較大的影響。因而檢測和控制好漿料的穩(wěn)定性十分重要。對于合漿工序而言,合漿的攪拌工藝、粘結劑、固含量和漿料粘度對漿料的穩(wěn)定性有重大的意義。本文主要針對負極漿料進行研究,通過優(yōu)化攪拌工藝、穩(wěn)定劑、固含量和漿料粘度,從而提高漿料的穩(wěn)定性。
固含量與粘度對漿料穩(wěn)定性的影響:固含量和漿料粘度是合漿過程中的一個重要指標,對后段涂布工序有較大影響。同種工藝與配方,漿料固含量越高,粘度越大,反之亦然。
影響漿料粘度的因素:攪拌漿料的轉速、時間控制、配料順序、環(huán)境溫濕度等。正極漿料在暴露在空氣中易吸收空氣中的水分,粘結劑出現(xiàn)凝聚,使得漿料粘度有所增大,另外,顆粒沉降及團聚也可能使粘度增加。粘度不同對電極的影響主要是面密度的均一性。在一致性極差的情況下,在充電過程中負極會局部析鋰,循環(huán)越來越差。漿料粘度本身不會影響電芯的性能,但對漿料穩(wěn)定性有較大影響,且粘度會導致涂布種種問題,漿料粘度的調整,是需要根據材料的性能特性及涂布機的性能來設定調整。
負極配方所制得的幾種不同粘度下漿料的穩(wěn)定性,對于配方所制得的幾種漿料,隨著粘度的增加,漿料穩(wěn)定性隨之增加,即在一定的粘度范圍內,固含量越大,漿料穩(wěn)定性越好,但漿料粘度過大,在后續(xù)涂布時容易產生劃痕,一方面造成極片外觀較差,另一方面在充電過程中易造成負極析鋰,所以選擇漿料粘度在4000mPa-s左右,固含量為46%左右,比較合適。
(1)固含量
固含量是指漿料各組分中,活物質、導電劑、粘結劑等固體物質在漿料整體質量中的占比,其中所指固體也包括溶解在溶劑中的粘結劑等添加物。
簡單測量方法:取少許漿料,質量W,在容器內涂抹成薄膜,一定溫度下烘干溶劑,再稱量質量w,則固含量N=w/W。
另外,可采用快速固含量檢測儀測量,如艾瑞斯的固含量檢測儀,設備內自帶稱量系統(tǒng)和干燥系統(tǒng),加樣之后,自動稱量樣品,自動干燥去除溶劑,然后自動計算固含量或水分量。
快速測量固含量檢測儀
在鋰電池漿料制備時,固含量一般不會特別控制,經常根據涂布需求,攪拌最后階段通過調節(jié)溶劑加入量調整漿料粘度。測量固含量可以與投料理論固含量比較,評價投料稱量精度;從攪拌鍋內不同位置取樣測量固含量可以表征漿料的均勻性;隨著時間推移取樣測量固含量可以表征漿料沉降穩(wěn)定性。
固含量檢測儀工作原理
采用干燥失重法原理,通過加熱系統(tǒng)快速加熱樣品,使樣品的水分能夠在zui短時間之內完全蒸發(fā),從而能在很短的時間內檢測出樣品的含水率。檢測一般樣品通常不超過10分鐘。艾瑞斯固含量檢測儀采用的原理與國家標準烘箱法相同,檢測結果具有可替代性,儀器采用一鍵式操作,不僅操作簡單而且也避免了人為因素對測量結果產生的誤差。
操作方法:
1、把儀器放在平面的試驗臺上(注:試驗臺無振動、周圍無風吹、無磁場、無對儀器有干擾的因素等);
2、然后輕輕的掀開加熱蓋,放上三角架放和樣品盤
3、連接電源開機,儀器開始自檢;
4、對儀器進行校準,校準的方法:按校準鍵,儀表顯示此時把砝碼放在稱量盤上,儀器顯示重量此時校準完成;
5、取樣品均勻地放在稱量盤上;
6、合上加熱蓋,接著按測試鍵,加熱燈亮,儀器進行測試;
7、在檢測過程中,溫度窗口顯示溫度;
8、檢測完成后,儀器自動停止加熱,并發(fā)出報警聲,數值被鎖定顯示在數據窗口,;若此時要觀查其它數據,可按顯示鍵依次查看。
9、如連接打印機,可直接按打印鍵打印出檢測數據。