负极浆料（以石墨为例）的制备
2022-02-21 派勒智能 1614
负极浆料的制备大致与正极制浆的步骤相同。
(1)原料的物理性能
a.石墨：非极性物质，易被非极性物质污染，易在非极性物质中分散；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20μm左右。颗粒形状多样且多不规则，主要有球形、片状、纤维状等。
b.水性粘合剂（SBR）：小分子线性链状乳液，极易溶于水和极性溶剂。
c.防沉淀剂（CMC）：高分子化合物，易溶于水和极性溶剂。
d.异丙醇：弱极性物质，加入后可减小粘合剂溶液的极性，提高石墨和粘合剂溶液的相容性；具有强烈的消泡作用；易催化粘合剂网状交链，提高粘结强度。乙醇：弱极性物质，加入后可减小粘合剂溶液的极性，提高石墨和粘合剂溶液的相容性；具有强烈的消泡作用；易催化粘合剂线性交链，提高粘结强度。
e.去离子水（或蒸馏水）：稀释剂，酌量添加，改变浆料的流动性。
(2)原料的预处理
a.石墨：经过混合，使原料均匀化，提高一致性，然后在300~400℃常压烘烤，除去表面油性物质，提高与水性粘合剂的相容能力，修圆石墨表面棱角（有些材料为保持表面特性，不允许烘烤，否则效能降低）。
b.水性粘合剂：适当稀释，提高分散能力。
(3)掺和、浸湿和分散
a.石墨与粘合剂溶液极性不同，不易分散。
b.可先用醇水溶液将石墨初步润湿，再与粘合剂溶液混合。
c.应适当降低搅拌浓度，提高分散性。
d.分散过程为减少极性物与非极性物距离，提高势能或表面能，所以为吸热反应，搅拌时总体温度有所下降。如条件允许应该适当升高搅拌温度，使吸热变得容易，同时提高流动性，降低分散难度。
e.搅拌过程如加入真空脱气过程，排除气体，促进固-液吸附，效果更佳。
(4)稀释
加入溶剂将浆料调整为合适的浓度，便于涂布。
1.3.3，传统分散工艺面临的问题
（1）根据传统工艺中的叶轮剪切/循环特性，可以把叶轮的作用分为两大类，第一类是对叶轮附近产生的剪切作用；第二类则是通过叶轮泵出的流量产生循环作用。浆体的进一步分散作用主要依靠叶轮的剪切作用，而叶轮的流量决定了叶轮的分散的能力。而在离叶轮端部较远的区域，总会存在一层浆料始终停滞不动，这个区域也就是人们常说的“死区”，分散设备的工作区域越大，而且浆料黏度越高，“死区”的问题就越突出，就算采用不同的叶轮和结构，死区仍然难以避免，因此在锂离子电池浆料的制备过程中，所制得的浆料产品就会出现混合分散不均匀、粉体颗粒与粘合剂接触不均匀、易分层和发生硬性沉淀等一系列问题。
（2）在操作过程中双行星搅拌也会遇到诸多问题：
1.批次分散工艺，混合分散时间长，能量消耗大。
2.电极粉末材料由行星搅拌器顶部加入，粉尘容易飞扬、漂浮。更重要的是粉末与液相混合极易发生团聚。
3.物料易残留于行星搅拌器的罐盖、罐壁及搅拌桨上，清洗操作困难。
4.空气易存留于分散混合罐，气泡的产生影响分散效果。
5.批次工艺致使量产受到限制，生产线占地面的大，维护成本高。