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锂离子电池浆料合浆工艺总结

本文主要从锂离子电池电极浆料的分散机理、合浆参数

和评价方法三个方面对合浆工艺进行了概括和总结。

1分散机理

锂离子电池浆料是由活性物质、导电剂及粘结剂等在溶

剂中混合分散均匀组成的，涉及较为复杂的作用力和分散机

理。

1.1团聚与分散的关系

颗粒在液体介质中表现为分散和团聚两种行为。颗粒被

浸入液体介质时，一种情况是颗粒之间发生团聚行为，形成

团聚体，使单个颗粒“长大”成为二次颗粒，这种颗粒间互相

粘附，连接成聚集体的状态称为团聚；另一种情况是颗粒之

间互相排斥，颗粒彼此之间互不相干，能在液体介质中自由

运动，形成稳定分散的悬浮液。

颗粒在液体介质中的团聚是吸附与排斥共同作用的结

果，其根源是颗粒间的相互作用力。在液体介质中，粉体颗

粒受力情况较复杂，不仅有像范德华力、静电力、表面张力、

毛细管力等产生团聚的吸引力，而且在颗粒的表面，还会产

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生双电层静电作用、溶剂化膜作用、聚合物吸附层的空间保

护作用等使纳米颗粒趋向于分散的斥力作用。如果吸附作用

大于排斥作用，粉体颗粒团聚；如果吸附作用小于排斥作用，

粉体颗粒则分散。团聚体的破碎主要依靠颗粒-颗粒相互作

用、浆料溶剂-颗粒相互作用以及最主要的剪切力。在合浆过

程会产生强大的摩擦、撞击和剪切作用，团聚体即被破碎、

分散。

1.2稳定分散过程

固体颗粒在液相中的稳定分散就是使颗粒在悬浮液中

均匀分离散开的过程，主要包括润湿、机械分散和分散稳定

三个过程。颗粒的润湿过程是液相与气相争夺颗粒表面的过

程，即颗粒与气相之间的界面被颗粒与溶剂、分散剂等之间

的界面所取代的过程；机械分散是利用剪切力将大量颗粒细

化，使团聚体解聚、被溶剂润湿、包裹吸附的过程；分散稳

定是在静电斥力或空间位阻作用下，使颗粒不再聚集的过程。

1.3浆料稳定性理论

锂电池浆料是由多种具有不同密度、不同粒度的原料组

成的悬浮液体系。不稳定的悬浮液在静止状态下发生絮凝，

并由于重力作用而很快分层。分散的目的就是要在产品的有

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效期内抗絮凝、防止分层，维持悬浮颗粒的均匀分布，提高

产品的稳定性。

2合浆参数

锂离子电池浆料要求具有良好的均匀分散性和稳定性，

其中影响合浆品质的因素主要有搅拌速度、温度、真空度、

固含量、合浆工序以及表面活性剂等。

2.1搅拌速度、温度和真空度

球磨搅拌、流体剪切搅拌和超声波搅拌是制备锂离子电

池浆料的主要方式。机械推力、粒子间的碰撞和剪切力决定

团聚体的破裂程度，充分有效的剪切力才能获得较高程度的

团聚体破裂。因此，搅拌速度越高，分散速度越快。但较高

的搅拌速度对材料颗粒结构和设备的损伤也较大。

除搅拌速度外，温度和真空度等环境因素对浆料品质也

具有重要影响。适宜的温度下，浆料流动性好、易分散；反

之，温度过高时浆料容易结皮，温度过低时浆料的流动性将

大打折扣。高真空度有利于材料缝隙和表面的气体排出，降

低液体吸附难度；材料在完全失重或重力减小的情况下分散

均匀的难度将大大降低。

2.2固含量

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