1、導(dǎo)電劑分散:導(dǎo)電劑主要有乙炔黑、導(dǎo)電性碳黑等品種,都屬于低極性親油性物質(zhì),在水性介質(zhì)中分散較為困難。可以采用攪拌球磨的機(jī)械分散方法來(lái)實(shí)現(xiàn)分散目的,攪拌球磨機(jī)為全不銹鋼材質(zhì),磨介為8~10mm剛玉球,開(kāi)動(dòng)攪拌,并充分循環(huán),磨2小時(shí)以上,經(jīng)120目篩網(wǎng)泵出導(dǎo)電粘合劑料漿。測(cè)出其固含量備用。
2、正極漿料生產(chǎn):檢查正極漿料均勻性,如果漿料已經(jīng)攪拌均勻,通過(guò)真空消泡或少量乙醇、正丁醇加低速攪拌消泡后,即可進(jìn)入下一步涂布工序。
3、涂布:涂布設(shè)備的進(jìn)料容器最好配備有攪拌器,以防活性物質(zhì)沉降造成正極片不同部位組成不均一。
4、烘箱溫度設(shè)定根椐其長(zhǎng)度和拉漿速度不同各有差異,以三段溫度設(shè)置為例,進(jìn)料口的前段在80~90℃,中段設(shè)為60~70℃,尾段溫度更低甚至可為常溫。總體原則是前高后低,以保證正極帶在烘箱內(nèi)迅速干燥后盡量冷卻,在出帶口接近常溫,使極帶柔韌便于卷繞。異常情況:
(1)卷邊,以涂布第一面時(shí)容易出現(xiàn);這是由于漿料干燥過(guò)快,涂層缺乏延遲時(shí)間造成收縮嚴(yán)重形成的,處理方法是降低烘干溫度和走帶速度。
(2)集電體鋁帶腐蝕,有兩種可能性:一是正極涂層干燥程度不夠,二是活性物質(zhì)有強(qiáng)堿性的物質(zhì)溶出;前者只要調(diào)整烘干溫度和走帶速度即可解決。后者只能更換好的活性物質(zhì),水性粘合劑不適于任何有強(qiáng)酸強(qiáng)堿性物質(zhì)溶出的活性物質(zhì)。
5、后續(xù)工序:涂布好的正極帶可在烘箱中加熱和抽真空充分干燥,以防涂層中水分的包夾;但在碾壓前必須在常溫常壓常濕度的環(huán)境中放置陳化半小時(shí)以上。正極涂層碾壓后的密度根椐活性物質(zhì)、導(dǎo)電劑的配比、種類、型號(hào)、廠商等各不相同,以鈷酸鋰為例,大至介于3.4~3.8范圍。LA型水性粘合劑的使用從配料直至卷繞成電芯,都應(yīng)在常濕度的普通車間內(nèi)完成,但在電芯裝入殼體注液前,卷繞好的電芯必須經(jīng)加溫和高真空(2mm汞柱以下)充分干燥,以后的操作應(yīng)該在干燥車間內(nèi)完成,而且最好工序連貫,防止電芯在放置過(guò)程中吸潮影響電池性能。
6、注意事項(xiàng):制漿工序中的容器應(yīng)能密閉,以防水分揮發(fā)造成漿料濃度變化或干涸形成顆粒,影響以后的制漿質(zhì)量。所有接觸漿料設(shè)備的材質(zhì)最好為不銹鋼一類不受水分影響的材料,碳鋼材質(zhì)絕對(duì)不能使用。導(dǎo)電劑的分散可能有更方便快捷的方法,在保證導(dǎo)電劑充分分散的前提下,導(dǎo)電劑分散一步可以揉合到第二步正極漿料生產(chǎn)中。本粘合劑的特點(diǎn)是干、熱則硬和脆(即使加熱到200℃以上,粘合劑也只能分解而不會(huì)變軟),而冷、潮則軟且柔韌,不必參照PVDF那樣加熱提高粘結(jié)力,正極帶在碾壓、裁切、卷繞等工序中適合于在常溫和正常濕度的車間進(jìn)行。用本粘合劑制備的電池,正極放電容量與PVDF粘合劑相當(dāng),不要期望通過(guò)粘合劑的改變來(lái)大幅提高正極放電容量。一般情況下,生產(chǎn)設(shè)備的清洗和邊角料的回收均可用水,可能時(shí)刷洗效果較好。
應(yīng)用小結(jié)(三個(gè)關(guān)鍵之處):
1、導(dǎo)電劑充分分散,
2、極片干燥與防止返潮,
3、避免使用有強(qiáng)堿性物質(zhì)溶出的活性材料。負(fù)極片的制造則通常采用丁苯(SBR)膠乳水溶性材料作粘結(jié)劑,以水或去離子水作溶劑,羧甲基纖維素(CMC)為增稠劑。最初,負(fù)極攪拌使用的粘結(jié)劑也是PVDF等油系粘結(jié)劑,但是因?yàn)榭紤]到電池內(nèi)極化嚴(yán)重,且水系更環(huán)保和性價(jià)比更高且能代替其粘結(jié)作用,故發(fā)展到現(xiàn)在負(fù)極選用水系粘結(jié)劑已經(jīng)成為其主流方向。
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