【摘要】 锂离子电池的浆料是非牛顿型高粘度流体,而生产过程中对浆料涂布的加工精度(如厚度和密度分布的一致性)要求非常高。

锂离子电池的浆料是非牛顿型高粘度流体,而生产过程中对浆料涂布的加工精度(如厚度和密度分布的一致性)要求非常高。在传统陶瓷浆料工艺中浆料粘度低时,具有较好的流动性以便浇注时填充模具以及排除气泡,但粘度过低则浆料的稳定性变差,在浇注与固结过程中颗粒下沉而出现分层现象,最终导致成型后的坯体密度不均。而在锂离子电池中需要添加各种导电剂和粘结剂以形成导电网络,然而颗粒的聚集在浆料中产生了不均匀性。这种不均匀性会在复合电极中产生裂纹和空隙,使电子通路出现中断,进而影响电池性能。因此,制作分散均匀的、稳定的浆料成为最为重要的条件。但是锂离子电池浆料基本都呈现黑色不透明粘性流体或胶体状态,无法用裸眼看到分散均匀程度,而不同分散状态的浆料有着不同的粘度趋势。因此,流变特性是分析锂离子电池浆料分散状态的重要手段。

 

流变仪可在接近真实加工条件下,对样品在力、热作用下的行为进行研究,如样品的流动特性、加工过程中的结构变化、降解及混合质量等性质。而锂离子电池的浆料流动特性与浆料的固含量、搅拌工艺和加料顺序等都有很大的关系。经过流变仪测试可知,在体系相同的情况下,浆料的表观粘度基本与浆料的分散情况相关,浆料的分散程度越好,浆料的表观粘度越低。同时,动态粘弹性测试的结果中,储能模量的增大有助于提高浆料的稳定性,然而储能模量过大则影响浆料的流动性和涂布性能。制作分散均匀而稳定的浆料已成为提高锂离子电池性能的重要手段。

 

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