锂电池配料的技术知识资料

一、 电极的组成：

1、 正极组成：

a、 钴酸锂：正极活*物质，锂离子源，为电池提高锂源。

b、 导电剂：提高正极片的导电，补偿正极活*物质的电子导电，提高正极片的电解液的吸液量，增加反应界面，减少极化。

c、 PVDF粘合剂：将钴酸锂、导电剂和铝箔或铝网粘合在一起。

d、 正极引线：由铝箔或铝带制成。

2、 负极组成：

a、 石墨：负极活*物质，构成负极反应的主要物质；主要分为天然石墨和人造，石墨两大类。

b、 导电剂：提高负极片的导电，补偿负极活物质的电子导电。 　　

提高反应深度及利用率。 防止枝晶的产生。 利用导电材料的吸液能力，提高反应界面，减少极化。 （可根据石墨粒度分布选择加或不加）。

c、 添加剂：降低不可逆反应，提高粘附力，提高浆料黏度，防止浆料沉淀。

d、 水*粘合剂：将石墨、导电剂、添加剂和铜箔或铜网粘合在一起。

e、 负极引线：由铜箔或镍带制成。

二、锂电池 配料目的： 配料过程实际上是将浆料中的各种组成按标准比例混合在一起，调制成浆料，以利于均匀涂布，保证极片的一致*。配料大致包括五个过程，即：原料的预处理、掺和、浸湿、分散和絮凝。

三、锂电池 配料原理：

（一） 、正极配料原理

1、 原料的理化*能。

（1） 钴酸锂：非极*物质，不规则形状，粒径D50一般为6-8 μm，含水量≤0.2%，通常为碱*，PH值为10-11左右。 　　　

锰酸锂：非极*物质，不规则形状，粒径D50一般为5-7 μm，含水量≤0.2%，通常为弱碱*，PH值为8左右。

（2） 导电剂：非极*物质，葡萄链状物，含水量3-6%，吸油值~300，粒径一般为 2-5 μm；主要有普通碳黑、超导　　　

碳黑、石墨乳等，在大批量应用时一般选择超导碳黑和石墨乳复配；通常为中。

（3） PVDF粘合剂：非极*物质，链状物，分子量从300，000到3，000，000不等；吸水后分子量下降，粘*变差。

（4） NMP：弱极*液体，用来溶解/溶胀PVDF，同时用来稀释浆料。

2、 原料的预处理

（1） 钴酸锂：脱水。一般用120 oC常压烘烤2小时左右。

（2） 导电剂：脱水。一般用200 oC常压烘烤2小时左右。

（3） 粘合剂：脱水。一般用120-140 oC常压烘烤2小时左右，烘烤温度视分子量的大小决定。

（4） NMP：脱水。使用干燥分子筛脱水或采用特殊取料设施，直接使用。

3、 原料的掺和：

（1） 粘合剂的溶解（按标准浓度）及热处理。

（2） 钴酸锂和导电剂球磨：使粉料初步混合，钴酸锂和导电剂粘合在一起，提高团聚作用和的导电。配成浆料后不会单独分布于粘合剂中，球磨时间一般为2小时左右；为避免混入杂质，通常使用玛瑙球作为球磨介子。

4、 干粉的分散、浸湿：

（1） 原理：固体粉末放置在空气中，随着时间的推移，将会吸附部分空气在固体的表面上，液体粘合剂加入后，液体与气体开始争夺固体表面；如果固体与气体吸附力比与液体的吸附力强，液体不能浸湿固体；如果固体与液体吸附力比 与气体的吸附力强，液体可以浸湿固体，将气体挤出。 当润湿角≤90度，固体浸湿。 当润湿角＞90度，固体不浸湿。 正极材料中的所有组员都能被粘合剂溶液浸湿，所以正极粉料分散相对容易。

（2） 分散方法对分散的影响：

A、 静置法（时间长，效果差，但不损伤材料的原有结构）；

B、 搅拌法；自转或自转加公转（时间短，效果佳，但有可能损伤个别 材料的自身结构）。

1、搅拌桨对分散速度的影响。搅拌桨大致包括蛇形、蝶形、球形、桨形、齿轮形等。一般蛇形、蝶形、桨型搅拌桨用来　　对付分散难度大的材料或配料的初始阶段；球形、齿轮形用于分散难度较低的状态，效果佳。

2、搅拌速度对分散速度的影响。一般说来搅拌速度越高，分散速度越快，但对材料自身结构和对设备的损伤就越大。

3、浓度对分散速度的影响。通常情况下浆料浓度越小，分散速度越快，但太稀将导致材料的浪费和浆料沉淀的加重。

4、浓度对粘结强度的影响。浓度越大，柔制强度越大，粘接强度 越大；浓度越低，粘接强度越小。

5、真空度对分散速度的影响。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。

6、温度对分散速度的影响。适宜的温度下，浆料流动*好、易分散。太热浆料容易结皮，太冷浆料的流动*将大打折扣。

5、 稀释。将浆料调整为合适的浓度，便于涂布。

（二）、负极配料原理（大致与正极配料原理相同）

1、 原料的理化*能。

（1） 石墨：非极*物质，易被非极*物质污染，易在非极*物质中分散；不易吸水，也不易在水中分散。被污染的石墨，在水中分散后，容易重新团聚。一般粒径D50为20&mu