锂电浆料特性和松散机理的最强总结1
2017-04-18
锂电世界锂电世界4440核心提示：锂电浆料需要具有较好的安稳性，这是电池出产进程中保证电池一致性的一个首要目标。跟着合浆结束，搅拌中止，浆料会出现沉降、絮凝集并等现象，发生大颗粒，这会对后续的涂布等工序形成较大的影响。这篇文章将介绍一下锂电浆料特性和松散机理。锂电池浆料的特性锂离子电池浆料是由多种不一样比重、不一样粒度的资料构成，又
锂电浆料需要具有较好的安稳性，这是电池出产进程中保证电池一致性的一个首要目标。跟着合浆结束，搅拌中止，浆料会出现沉降、絮凝集并等现象，发生大颗粒，这会对后续的涂布等工序形成较大的影响。这篇文章将介绍一下锂电浆料特性和松散机理。
锂电池浆料的特性
锂离子电池浆料是由多种不一样比重、不一样粒度的资料构成，又是固-液相混合松散，构成的浆料归于非牛顿流体。锂离子电池浆料是一种像油状的活动的液体，所以具有一般流体所具有的特征如粘性、活动性等，一原由于电池浆料是一种液固两相流，所以还具有一些自身格外的功用。
锂离子电池浆料流变性
流变性是指物质在外力作用下的变形和活动性质。由于液体不能接受剪切力，因而不能坚持其外形的安稳。在外力的作用下，液体就会发生活动和变形等的性质，称为流变性。浆体的流变性十分复杂．一种浆体在低浓度时或许表现为牛顿流体或假塑性流体；浓度稍高发生絮团后，或许表现为宾汉流体；更高的浓度下又或许会出现胀塑性流体。
对同—种浆料，在剪切率不太高时，不出现胀流现象，剪切率高时又或许转化为胀塑性流体。有些非牛顿流体在低剪切速率和高剪切速率下都或许出现牛顿流体形象，这或许是由于在低剪切速率下，分子的无规则热运动占优势，表现不出剪切速率对其间物料重新排列使表观粘度的改动，当剪切速率增高到一定极限后，剪切定向抵达了最佳程度，因而也使表观粘度不随剪切速率而变。如前所述，许多非牛顿体其流变特性遭到体系中结构改动的影响。
影响锂离子电池浆料流变性的一些首要参数：
(1)松散相或固相的类型及表面电荷的大小
对于不一样种类的正负极活性物质，如正极常用的钴酸锂、锰酸锂，负极常用的石墨粉、中心相炭微球，由于其种类不一样，因而具有不一样的水化胀大特性以及不一样的表面电荷，这样，不一样种类的活性物质其松散特性、胶溶特性以及构成具有一定强度的结构体系的能力也各不相同，其微观表现是不一样种类的活性物质制造而成的浆料具有不一样的流变特性。
(2)固相的浓度松散相或固相浓度的大小首要影响浆料的屈服应力和塑性粘度或表观粘度。在一般槽况下，固相浓度越大，其屈服应力、塑性粘度或表观粘度越大。
(3)固相颗位的大小、形状以及粒径的分布在固相浓度不变的条件下，颗粒的粒径越小，由于其总的表面积增加，因而浆料的屈服应力和粘度将随之增加，
(4)松散介质自身的粘度。不一样的溶剂具有不一样的粘度，使得浆料的粘度也将随之改动。
(5)温度和压力，在不一样的温度和压力下浆料具有不一样的流变特性。
(6)浆料的PH值，锂离子电池浆料触变性触变性是指流体在剪切力作用下的一种结构损坏与康复原有结构的效应。描写锂离子电池浆料的触变性首要包括触变的终究作用和触变进程，触变进程是指在一定的条件下锂离子电池浆猜中的胶链结构随时间的损坏和康复进程，它反映了触变性的时间效应。触变的终究作用是指在一定实验条件下抵达安稳时的最大触变量。这儿所说的抵达安稳是指浆料内的结构损坏与康复的一种动态平衡，而其微观表现则为锂离子电池浆料剪切应力的固定不变，亦即剪切应力具有不随时间而改动的安稳数值。
3，松散作用对锂离子电池浆料的影响混合松散技能在锂离子电池的悉数出产技能中对产品的质量影响度大于30%，是悉数出产技能中最首要的环节。锂离子电池的电极制造，正极浆料由粘合剂、导电剂、正极资料等构成；负极浆料则由粘合剂、石墨碳粉等构成。正、负极浆料的制备都包括了液体与液体、液体与固体物料之间的互相混合、溶解、松散等一系列技能进程,并且在这个进程中都伴跟着温度、粘度、环境等改动。在正、负极浆猜中，颗粒状活性物质的松散性和均匀性直接响到锂离子在电池南北极间的运动，因而在锂离子电池出产中各极片资料的浆料的混合松散至关首要，浆料松散质量的好坏，直接影响到后续锂离子电池出产的质量及其产品的功用。
锂离子电池浆料松散机理
浆料安稳性理论
大部分的浆料都是归于悬浮液体系。不安稳的悬浮液在停止状态下发生絮凝，并由于重力作用而很快分层，，悬浮液的絮凝理论絮凝作用便是在静态（由于布朗运动）或动态（在剪切力作用下条件下，通过颗粒磕碰致使颗粒数目削减的进程。胶体体系中，如不思考安稳剂，颗粒间的互相作用首要有范德华（VanderWaals）引力；伴跟着带电颗粒的库仑（Coulombic）力（斥力或引力）。这些力的因素截然不一样，Derjaguin和Landau在苏联，Verwey和Overbeek在荷兰分别独立的提出DLVO理论，构成了亲液松散体系中絮凝作用经典理论的基础，阐述了胶体悬浮体系的安稳性首要与胶体颗粒间上述两个独立的互相作用的相对距离有关。
悬浮液的分层理论
分层是松散相在外力（重力或离心力）作用下，在连续相中上浮或下沉的作用。在忽略布朗运动效应的静态条件下，可用Stokes规则来描写，即松散相球形颗粒由于重力的沉降速度u0由下式判定：
式中ρs-ρ为松散相与连续相的密度差，g为重力加速度，d为松散相颗粒直径，μ为连续相的粘度。假设松散相颗粒的密度比连续相密度大，颗粒下沉，速度uo为正值，反之，颗粒上浮，速度为负值。沉降速度大，浆料就简单分层。假设要坚持体系安稳，就有必要下降沉降速度，对于特定的浆料可以通过减小松散相固体颗粒直径d。由于只有当粒径减至连续相液体分子大小时，颗粒才华安稳、均匀地松散在液体中不发生分别。
通过以上的分析我们可以看出，要前进悬浮液的安稳性，松散相颗粒的粒径应尽量纤细。但应当指出，根据前人所做的许多研讨发现，跟着颗粒粒度的减小，虽然颗粒由重力致使的分别作用变为非有必要的要素，可是由于颗粒之间的距离减小，颗粒之间的结合力（范德华力等）起到了首要决定性作用。别的，当颗粒直径小于某一纤细标准时，此时，颗粒的布朗运动效应就不能忽略了，所以由于纤细颗粒的布朗运动，而使得颗粒之间发生剧烈地磕碰。若不加安稳剂，这些状况都会致使颗粒聚会，对体系的安稳是倒霉的。所以浆料的松散中，颗粒粒径并非越细越好，要视浆料的特性而定。松散即是要根据物料的特性与特征，减小松散相颗粒的粒度，使其分布于一个较窄的标准规划，并抵达吸力与斥力的互相平衡，然后保证浆料体系的安稳。
锂电池浆料的特性
锂离子电池浆料是由多种不一样比重、不一样粒度的资料构成，又是固-液相混合松散，构成的浆料归于非牛顿流体。锂离子电池浆料是一种像油状的活动的液体，所以具有一般流体所具有的特征如粘性、活动性等，一原由于电池浆料是一种液固两相流，所以还具有一些自身格外的功用。
锂离子电池浆料流变性
流变性是指物质在外力作用下的变形和活动性质。由于液体不能接受剪切力，因而不能坚持其外形的安稳。在外力的作用下，液体就会发生活动和变形等的性质，称为流变性。浆体的流变性十分复杂．一种浆体在低浓度时或许表现为牛顿流体或假塑性流体；浓度稍高发生絮团后，或许表现为宾汉流体；更高的浓度下又或许会出现胀塑性流体。
对同—种浆料，在剪切率不太高时，不出现胀流现象，剪切率高时又或许转化为胀塑性流体。有些非牛顿流体在低剪切速率和高剪切速率下都或许出现牛顿流体形象，这或许是由于在低剪切速率下，分子的无规则热运动占优势，表现不出剪切速率对其间物料重新排列使表观粘度的改动，当剪切速率增高到一定极限后，剪切定向抵达了最佳程度，因而也使表观粘度不随剪切速率而变。如前所述，许多非牛顿体其流变特性遭到体系中结构改动的影响。
影响锂离子电池浆料流变性的一些首要参数：
(1)松散相或固相的类型及表面电荷的大小
对于不一样种类的正负极活性物质，如正极常用的钴酸锂、锰酸锂，负极常用的石墨粉、中心相炭微球，由于其种类不一样，因而具有不一样的水化胀大特性以及不一样的表面电荷，这样，不一样种类的活性物质其松散特性、胶溶特性以及构成具有一定强度的结构体系的能力也各不相同，其微观表现是不一样种类的活性物质制造而成的浆料具有不一样的流变特性。
(2)固相的浓度松散相或固相浓度的大小首要影响浆料的屈服应力和塑性粘度或表观粘度。在一般槽况下，固相浓度越大，其屈服应力、塑性粘度或表观粘度越大。
(3)固相颗位的大小、形状以及粒径的分布在固相浓度不变的条件下，颗粒的粒径越小，由于其总的表面积增加，因而浆料的屈服应力和粘度将随之增加，
(4)松散介质自身的粘度。不一样的溶剂具有不一样的粘度，使得浆料的粘度也将随之改动。
(5)温度和压力，在不一样的温度和压力下浆料具有不一样的流变特性。
(6)浆料的PH值，锂离子电池浆料触变性触变性是指流体在剪切力作用下的一种结构损坏与康复原有结构的效应。描写锂离子电池浆料的触变性首要包括触变的终究作用和触变进程，触变进程是指在一定的条件下锂离子电池浆猜中的胶链结构随时间的损坏和康复进程，它反映了触变性的时间效应。触变的终究作用是指在一定实验条件下抵达安稳时的最大触变量。这儿所说的抵达安稳是指浆料内的结构损坏与康复的一种动态平衡，而其微观表现则为锂离子电池浆料剪切应力的固定不变，亦即剪切应力具有不随时间而改动的安稳数值。
3，松散作用对锂离子电池浆料的影响混合松散技能在锂离子电池的悉数出产技能中对产品的质量影响度大于30%，是悉数出产技能中最首要的环节。锂离子电池的电极制造，正极浆料由粘合剂、导电剂、正极资料等构成；负极浆料则由粘合剂、石墨碳粉等构成。正、负极浆料的制备都包括了液体与液体、液体与固体物料之间的互相混合、溶解、松散等一系列技能进程,并且在这个进程中都伴跟着温度、粘度、环境等改动。在正、负极浆猜中，颗粒状活性物质的松散性和均匀性直接响到锂离子在电池南北极间的运动，因而在锂离子电池出产中各极片资料的浆料的混合松散至关首要，浆料松散质量的好坏，直接影响到后续锂离子电池出产的质量及其产品的功用。
锂离子电池浆料松散机理
浆料安稳性理论
大部分的浆料都是归于悬浮液体系。不安稳的悬浮液在停止状态下发生絮凝，并由于重力作用而很快分层，，悬浮液的絮凝理论絮凝作用便是在静态（由于布朗运动）或动态（在剪切力作用下条件下，通过颗粒磕碰致使颗粒数目削减的进程。胶体体系中，如不思考安稳剂，颗粒间的互相作用首要有范德华（VanderWaals）引力；伴跟着带电颗粒的库仑（Coulombic）力（斥力或引力）。这些力的因素截然不一样，Derjaguin和Landau在苏联，Verwey和Overbeek在荷兰分别独立的提出DLVO理论，构成了亲液松散体系中絮凝作用经典理论的基础，阐述了胶体悬浮体系的安稳性首要与胶体颗粒间上述两个独立的互相作用的相对距离有关。
悬浮液的分层理论
分层是松散相在外力（重力或离心力）作用下，在连续相中上浮或下沉的作用。在忽略布朗运动效应的静态条件下，可用Stokes规则来描写，即松散相球形颗粒由于重力的沉降速度u0由下式判定：
式中ρs-ρ为松散相与连续相的密度差，g为重力加速度，d为松散相颗粒直径，μ为连续相的粘度。假设松散相颗粒的密度比连续相密度大，颗粒下沉，速度uo为正值，反之，颗粒上浮，速度为负值。沉降速度大，浆料就简单分层。假设要坚持体系安稳，就有必要下降沉降速度，对于特定的浆料可以通过减小松散相固体颗粒直径d。由于只有当粒径减至连续相液体分子大小时，颗粒才华安稳、均匀地松散在液体中不发生分别。
通过以上的分析我们可以看出，要前进悬浮液的安稳性，松散相颗粒的粒径应尽量纤细。但应当指出，根据前人所做的许多研讨发现，跟着颗粒粒度的减小，虽然颗粒由重力致使的分别作用变为非有必要的要素，可是由于颗粒之间的距离减小，颗粒之间的结合力（范德华力等）起到了首要决定性作用。别的，当颗粒直径小于某一纤细标准时，此时，颗粒的布朗运动效应就不能忽略了，所以由于纤细颗粒的布朗运动，而使得颗粒之间发生剧烈地磕碰。若不加安稳剂，这些状况都会致使颗粒聚会，对体系的安稳是倒霉的。所以浆料的松散中，颗粒粒径并非越细越好，要视浆料的特性而定。松散即是要根据物料的特性与特征，减小松散相颗粒的粒度，使其分布于一个较窄的标准规划，并抵达吸力与斥力的互相平衡，然后保证浆料体系的安稳。
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