Hur man förbereder bra prestanda litiumbatteri katodpasta?

Aktiv substans

Som den huvudsakliga elektrokemiska aktiva komponenten i den positiva slurryn bestämmer den aktiva substansen batteriets grundläggande egenskaper såsom spänning och energitäthet, och är kärnan i slurrysystemet. Egenskaper som partikelstorleksfördelning, specifik yta, pH-värde eller restbasvärde för den aktiva substansen kan påverka slurryns stabilitet.

Partikelstorleksfördelning: partikelstorleken och partikelstorleksfördelningen för den aktiva substansen är viktiga faktorer i uppslamningsprocessen. Ju mindre partikelstorleken för den aktiva substansen är, desto större är den kontinuerliga fasviskositeten, desto svagare är skiktningen av uppslamningen orsakad av gravitationen, och desto bättre är suspensionssystemets stabilitet. Men när partikelstorleken reduceras till en viss liten storlek blir bindningskraften mellan partiklarna huvudeffekten, och agglomerationsfenomenet kommer att inträffa mellan partiklarna, vilket inte bidrar till systemets stabilitet. Vid dispergering av slurryn är därför partikelstorleken inte desto finare desto bättre, utan för att göra den fördelad i ett smalt storleksintervall, för att uppnå den ömsesidiga balansen mellan sug och repulsion, för att säkerställa stabiliteten hos slurrysystemet .

Specifik yta: är en viktig faktor som påverkar cellens prestanda, ju större den specifika ytan är, desto bättre är cellens elektrokemiska prestanda, vilket direkt återspeglas i batteriets lägre inre resistans, desto lättare är det att spela kapaciteten , desto bättre cykelprestanda och hastighetsprestanda. För stor specifik yta förbättrar emellertid vidhäftningen av provet i slammet, vilket inte bidrar till dispergeringen av partiklarna.

pH-värde eller restbasvärde: Själva pH-värdet påverkar inte slurryns stabilitet, men den alkaliska miljön har större inverkan på bindemedlet, vilket kommer att leda till förändringar i själva bindemedlets struktur. I synnerhet på grund av överskottet av litiumsalt i syntesprocessen, kalcineras överskottet litiumsalt vid hög temperatur för att producera litium(Li)oxid, som reagerar med vatten (H2O) och koldioxid (CO2) i luften för att producera litium hydroxid (LiOH) och litiumkarbonat (Li2CO3), som blir kvar på materialets yta, vilket gör att materialets pH-värde blir högre.

Bindemedel

Bindemedlets huvudsakliga funktion i slammet är att binda den aktiva substansen, det ledande medlet och vätskeuppsamlaren, förbättra den elektroniska kontakten mellan elektrodens aktiva material och det ledande medlet och vätskeuppsamlaren och ge ett stabilt stöd för slammet. systemet. Polyvinylidenfluorid (PVDF) används nu i stor utsträckning i litiumbatteriindustrin som bindemedel, eftersom PVDF har god bearbetningsprestanda, termisk stabilitet (långtidsanvändningstemperatur -40 ~ 150 grader) och lämpligheten och stabiliteten hos elektrolyten är också mycket stark. Efter upplösning i NMP lindas bindemedlet runt den aktiva substansen genom mekanisk omrörning, och binds med vätebindningskraft och van der Waals kraft etc. De viktigaste faktorerna som påverkar bindemedlets bindningsstyrka är intermolekylär polaritet, molekylvikt, lösningsmedelsinnehåll etc.

Konduktörsagent

Huvudfunktionen för det ledande medlet i den positiva uppslamningen är att minska batteriets inre motstånd och öka kapaciteten för förångning. I allmänhet väljs ledande toner och CNT-slam som det huvudsakliga ledande medlet. Eftersom dess partikelstorlek är låg (lätt att bilda 1 ~ 5 mm kluster), den specifika ytan är stor (ca 60m2/g), är det svårt att sprida jämnt i slammet, så kraven på blandningsprocessen är höga.

dispergeringsmedel

Dispergeringsmedlets huvudsakliga roll i den positiva uppslamningen är att lösa upp bindemedlet, att tillhandahålla en bra bärare för den aktiva substansen att dispergera jämnare, i beläggningsstadiet kräver dispergermedlet att ha god vätbarhet och flytbarhet av metallsubstratet, och att har bra förångningsprestanda vid bakning. Jämfört med andra dispergeringsmedel som H2O, NMP, DMAC (dimetylacetamid), DMF (dimetylformamid), etc., eftersom NMP har fördelarna med hög löslighet, låg viskositet, låg flyktighet, god stabilitet, enkel återhämtning, etc., har industrin generellt sett fördelarna med använder NMP-PVDF-systemet. När andelen NMP är stor är slurryns viskositet liten, pulvret är lätt att fälla ut och ytdensiteten är inte väl kontrollerad under beläggning. Tvärtom är andelen NMP liten, slurryns viskositet är stor, pulvret är inte dispergerat och slurryns fluiditet är låg. Därför är mängden tillsatt NMP inte strikt kontrollerad, och det viktigaste är att säkerställa att det kan beläggas jämnt.

hydrering

Vatten som en förorening i den oljiga slurryn, huvudsakligen av råvarorna i slurryn eller blandas in i, kommer ökningen av dess innehåll att påverka slurryns viskositet, förstöra lösningsmedlets enhetlighet, vilket resulterar i bildandet av positiva partiklar, Pole ark efter torkning placeras kommer också att visas peeling fenomen, så om råvaror eller blandning behöver kontrollera införandet av vatten.