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如何解决磷酸铁锂电池的涂布均一性问题

  电极糊在非牛顿流体中应该是一种触变性流体,特点是静止时呈粘稠甚至固态,但搅拌后被稀释,容易流动。在亚微观状态下,粘合剂是线性或网状结构。搅拌时这些结构被破坏,流动性好。静置后再次重整,流动性差。磷酸亚铁锂颗粒小,同等质量下颗粒数量增加。为了连接它们以形成有效的导电网络,所需导电剂的量相应增加。小颗粒,导电剂的量增加,并且所需的粘合剂的量也增加。静置时更容易形成网状结构,流动性比常规材料差。


  在从搅拌器取出浆料到涂布的过程中,许多制造商仍然使用翻转桶来转移浆料。在此过程中,浆料不搅拌或搅拌强度低,浆料的流动性发生变化,逐渐变粘,甚至像果冻一样。流动性差导致涂层均匀性差,表现为极限面密度公差增大,表面形貌差。


  根本的还是对材料进行改进,比如增加导电率,增加颗粒,颗粒球化等。短时间内可能效果有限。在现有材料的基础上,从电池加工的角度,可以从以下几项尝试改进的方法:


  所谓“线状”和“粒状”导电剂,是作者的形象说法,学术上可能无法描述。


  目前,“线状”导电剂主要有VGCF(碳纤维)、碳纳米管(碳纳米管)、金属纳米线等。它们的直径从几纳米到几十纳米不等,长度从几十微米甚至几厘米不等。而目前常用的“颗粒状”导电剂(如SuperP、KS-6)的尺寸一般为几十纳米,电池材料的尺寸为几微米。由“颗粒状”导电剂和活性物质组成的极片接触相似的点和点间接触,每个点只能接触周围的点;在“线状”导电剂和活性物质组成的极板中,点与线、线与线接触。每个点可以同时接触多根导线,每根导线也可以同时接触多根导线。接触节点越多,导电通道就越光滑,导电性就越好。使用不同形式的导电剂的各种组合可以发挥更好的导电效果。对于电池制造来说,如何选择导电剂是一个值得探索的问题。