锂电池浆料固含量如何检测

作者: vch12690211
发布于: 2022-12-28 10:22
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锂电浆料需要具有较好的稳定性,这是电池生产过程中保证电池一致性的一个重要指标。随着合浆结束,搅拌停止,浆料会出现沉降、絮凝聚并等现象,产生大颗粒,这会对后续的涂布等工序造成较大的影响。因而检测和控制好浆料的稳定性十分重要。对于合浆工序而言,合浆的搅拌工艺、粘结剂、固含量和浆料粘度对浆料的稳定性有重大的意义。本文主要针对负极浆料进行研究,通过优化搅拌工艺、稳定剂、固含量和浆料粘度,从而提高浆料的稳定性。

固含量与粘度对浆料稳定性的影响:固含量和浆料粘度是合浆过程中的一个重要指标,对后段涂布工序有较大影响。同种工艺与配方,浆料固含量越高,粘度越大,反之亦然。

影响浆料粘度的因素:搅拌浆料的转速、时间控制、配料顺序、环境温湿度等。正极浆料在暴露在空气中易吸收空气中的水分,粘结剂出现凝聚,使得浆料粘度有所增大,另外,颗粒沉降及团聚也可能使粘度增加。粘度不同对电极的影响主要是面密度的均一性。在一致性极差的情况下,在充电过程中负极会局部析锂,循环越来越差。浆料粘度本身不会影响电芯的性能,但对浆料稳定性有较大影响,且粘度会导致涂布种种问题,浆料粘度的调整,是需要根据材料的性能特性及涂布机的性能来设定调整。
负极配方所制得的几种不同粘度下浆料的稳定性,对于配方所制得的几种浆料,随着粘度的增加,浆料稳定性随之增加,即在一定的粘度范围内,固含量越大,浆料稳定性越好,但浆料粘度过大,在后续涂布时容易产生划痕,一方面造成极片外观较差,另一方面在充电过程中易造成负极析锂,所以选择浆料粘度在4000mPa-s左右,固含量为46%左右,比较合适。

(1)固含量

固含量是指浆料各组分中,活物质、导电剂、粘结剂等固体物质在浆料整体质量中的占比,其中所指固体也包括溶解在溶剂中的粘结剂等添加物。

简单测量方法:取少许浆料,质量W,在容器内涂抹成薄膜,一定温度下烘干溶剂,再称量质量w,则固含量N=w/W。

另外,可采用快速固含量检测仪测量,如艾瑞斯的固含量检测仪,设备内自带称量系统和干燥系统,加样之后,自动称量样品,自动干燥去除溶剂,然后自动计算固含量或水分量。

快速测量固含量检测仪

在锂电池浆料制备时,固含量一般不会特别控制,经常根据涂布需求,搅拌最后阶段通过调节溶剂加入量调整浆料粘度。测量固含量可以与投料理论固含量比较,评价投料称量精度;从搅拌锅内不同位置取样测量固含量可以表征浆料的均匀性;随着时间推移取样测量固含量可以表征浆料沉降稳定性。

固含量检测仪

固含量检测仪工作原理
    采用干燥失重法原理,通过加热系统快速加热样品,使样品的水分能够在zui短时间之内完全蒸发,从而能在很短的时间内检测出样品的含水率。检测一般样品通常不超过10分钟。艾瑞斯固含量检测仪采用的原理与国家标准烘箱法相同,检测结果具有可替代性,仪器采用一键式操作,不仅操作简单而且也避免了人为因素对测量结果产生的误差。
操作方法:

1、把仪器放在平面的试验台上(注:试验台无振动、周围无风吹、无磁场、无对仪器有干扰的因素等);

2、然后轻轻的掀开加热盖,放上三角架放和样品盘

3、连接电源开机,仪器开始自检;

4、对仪器进行校准,校准的方法:按校准键,仪表显示此时把砝码放在称量盘上,仪器显示重量此时校准完成;

5、取样品均匀地放在称量盘上;

6、合上加热盖,接着按测试键,加热灯亮,仪器进行测试;

7、在检测过程中,温度窗口显示温度;

8、检测完成后,仪器自动停止加热,并发出报警声,数值被锁定显示在数据窗口,;若此时要观查其它数据,可按显示键依次查看。

9、如连接打印机,可直接按打印键打印出检测数据。

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