1. 捏合(Kneading)
作用:通过机械剪切力将活性物质、导电剂和粘结剂初步混合,形成高固含量的浆料,促进颗粒润湿和初步分散,减少团聚。
控制点:
固含量:通常控制在68%左右。
转速与时间:低速混合避免破坏材料结构,比如自转转速≤500 rpm(举例说明,以实际为准)。
温度:避免过高导致粘结剂降解(如PVDF需控制在50-60℃溶解)。
加料顺序:分阶段加入胶液或溶剂,确保粉体充分润湿。
2. 润湿(Wetting)
作用:溶剂渗透粉体颗粒表面,取代空气,形成均匀润湿的浆料体系。
控制点:
溶剂添加量:分步加入,首次加胶液量40%~90%。
润湿时间:确保粉体完全浸润,避免干粉残留。
环境湿度:负极匀浆湿度≤65%,正极:磷酸铁锂体系湿度≤20%,三元体系露点⇐25℃。
3. 分散(Dispersion)
作用:通过高速剪切力打破颗粒团聚,实现纳米级均匀分散,形成稳定浆料。
控制点:
剪切速率:高速分散线速度18~20 m/s。
分散时间:避免过长导致材料破碎或过短导致分散不足。
设备选择:双行星搅拌机或双螺杆连续分散。
4. 调粘度(Viscosity Adjustment)
作用:调整浆料流动性以适应涂布工艺,确保极片厚度和面密度一致性。
控制点:
目标粘度:负极浆料通常4000~6000 mPa·s。
溶剂添加方式:少量多次调节,避免过度稀释(比如可以按固含量每次下调1%~2%)。
稳定性监测:每隔1小时测试粘度变化,对浆料的稳定性进行评估。
除了捏合、润湿、分散、调粘度这四个匀浆的核心步骤之外,但完整匀浆工艺还包括:
真空脱泡:去除浆料气泡。
过滤除磁:清除金属异物。
浆料输送与存储:确保浆料均匀性。
总结
匀浆工艺通过捏合、润湿、分散、调粘度四大核心步骤实现浆料均一性,控制点涵盖固含量、转速、温度、湿度等参数。完整流程还需结合脱泡、过滤等辅助步骤,确保浆料质量满足后续涂布和电池性能要求。