锂电池浆料中在线粘度检测方案(流变仪)

联系地址： 上海浦东新区曹路镇金海路2588号B217室联系电话： 400-8005297 传真：021-61294158网址： www.gui-gu.cn 柜谷科技发展(上海)有限公司联系地址： 上海浦东新区曹路镇金海路2588号B217室联系电话： 400-8005297 传真：021-61294158邮箱： anthonyqian_guigu@126.com 在线粘度计在锂电池浆料制备及涂布中的应用 在锂电池的生产中，浆料的黏度是影响涂布品质的重要因素，在实际生产中，由于原料品质波动，为保持稳定的产品品质，必须针对不同原料而对配方、工艺作出调整。安装 SRV在线黏度计实时测量浆料黏度，采用自动化控制工艺及时进行调整，提高了产品品质的稳定性，还大大地减少了检测时间和强度。由于浆料的组成和流变性质的特殊，在仪器选择时需要加以特别注意，需要仪器有极高的灵敏度，同时对维护保养的要求应该尽可能的低，推荐使用 SRV在线黏度计和SRD 在线黏度/密度计。 该文见于于《电源技术》2017，41(5)：705-707。 柜谷科技发展(上海)有限公司 邮箱： anthonyqian_guigu@126.com 在线粘度计在锂电池浆料制备及涂布中的应用 丁晓炯 摘要：在线粘度测量是目前锂电池行业中应用越来越广泛的技术，在线粘度的测量方法很多，主要有毛细管式、旋转式，振动式、注塞式等，而测量的对象也各不相同，流体的流变特性也各不相同，应用面也各不相同。本文从仪器和流变学的角度出发，对在线粘度测量的方法、流体的流变学类型进行分析，相应提出在线流变测量的解决方案。 关键词：锂电池、在线粘度：在线粘度计：流变学：牛顿流体：非牛顿流体 Online Viscosity and Rheology Measurement Solution for Lion Battery Slurry Preparing and Coating Abstract： Online viscosity measurements are used in Lion Battery industry. Online viscosity measurement method isdifferent. There is capillary， rotary， vibration，bib type， etc.， and the measurement of the obiect also each are not identical，fluid rheological properties also each are not identical， applications are also different. This article from the rheological viewand online viscosity measurement method， fluid rheological types and discussed different online viscosity measurementmethods， characteristics and application of some common industry applications concluded， and the measurement of theonline viscosity of some common problems on rheological analysis， and proposes on-line measurement of the processingmethod for Lion Battery Slurry Preparing and Coating. Key word： Lion Battery， online Viscosity， online viscometer， Rheology， Slurry Preparing， Coating 一、前言 在锂电池的生产中，浆料的粘度是影响涂布品质的重要因素，在实际生产中，由于原料品质波动，为保持稳定的产品品质，必须针对不同原料而对配方、工艺作出调整。 传统的生产方法是在生产过程中定时取样用粘度计进行分析，将测出的数据与生产指标进行对比，从而作出相应调整。该方法由于受检测人员操作水平、检测仪器的精度，以及检测时间滞后等诸多局限，产品的品质稳定性不是太理想。 针对传统方法的不足，越来越多的厂家研发和采用了在线粘度计进行产品在线检测，在提高检测精度的同时，还可以根据在线粘度计提供的数据信号，采用自动化控制工艺及时进行调整，提高了产品品质的稳定性，还大大地减少了检测时间和强度。 二、锂电池生产中的在线粘度计应用 在锂电池的生产的过程中，需对每一个生产步骤进行品质控制： 1)对每批原料进行检测，保证原料在控制范围： 2)在混合、分散的步骤需要把浆料的固含量、粒径分布、粘度等控制在一定范围： 3) 在涂布的步骤，要控制最适合的喷涂的速度和粘度，以保证涂层厚度均匀。 网址： www.gui-gu.cn 锂电池浆料粘度控制示意图 2.1 浆料混合、分散及储存 推荐： Rheonics SRV 在线粘度计 目的：自动化控制生产出粘度稳定的浆料，并保持储存的浆料粘度稳定 在浆料的混合、分散过程中，浆料从较高的粘度一直下降，经过一段时间的分散后，如果产品的粘度达到指标，这时 SRV给出的连续粘度信号通过 VM 显示控制器会发出警报，表示分散结束；如果测得数据仍然高于指标， SRV会发出指令，打开电磁阀开关，补充少量溶剂，搅拌均匀后， SRV重复检测和补充溶剂，直到得到合格产品。 在分散结束后，进入储存阶段， SRV继续监测粘度变化，如果浆料由于溶剂挥发而粘度升高， SRV同样可以检测出并自动补充溶剂，保持浆料的粘度稳定。 2.2 涂布 推荐： Rheonics SRV在线粘度计 目的：提供实时粘度数据，自动补充溶剂，使料槽的浆料粘度维持稳定，达到最佳的涂布效果。 在涂布料槽里的浆料经过一段时间后由于溶剂的挥发，浆料粘度会逐渐升高，当SRV 检测出粘度超过事先设定的粘度值时，控制系统就可以打开电磁阀开关，补充少量 溶剂，搅拌均匀后，重复检测和补充溶剂，直到粘度达达。在以上两个的应用中，在线粘度计检测的周期、电磁阀打开多长的时间，都可以设定。 三、实验室粘度和在线粘度的对比 由于测量的环境、设备等不同，在线粘度计测得的粘度和实验室粘度计测得的粘度会有差异，因此，需要采集实验室数据和在线粘度数据，来确定在线粘度的最佳控制点。 同时，阳极和阴极浆料呈现不同的流变特性，单从实验室的数据有时达不到对下一步涂布质量的控制，因此需要对材料进行详细的流变测试。 1、阳极浆料 2、阴极浆料 柜谷科技发展(上海)有限公司 联系地址： 上海浦东新区曹路镇金海路2588号B217室联系电话： 400-8005297 传真：021-61294158邮箱： anthonyqian_guigu@126.com 网址： www.gui-gu.cn 四、在线粘度测量中需要的问题： 1、从目前在线粘度计安装的测试点分布来看，测量的物料有正极浆料、胶粘剂和负极浆料、胶粘剂共四种，每种物料又有各自的粘度范围和流变特性。 由于生产工艺中物料斗温温度度的变化，物料的粘度随温度的上升而下降，随温度的下降而上升，这符合物料的粘温特性，但是物料体系的粘度变化被温度变化所引起的变化给掩盖了，因此需要通过温度补偿的办法，将每种物料的在线粘度值结合温度值，根据四种物料不同的粘温曲线，补偿计算到和实验室测量温度相同温度的粘度值。以下是对四种物料进行温度补偿计算后的结果 西 料 正 正心 衣 1 1茶冠亚 E 以上曲线是四种物料经过补偿计算后部分放大的曲线，可以看到物料的粘度并不是随着温度的下降而上升，也不是随着温度的上升而下降，这样就真实反映出了在生产过程中物料粘度的真实变化过程。 2、在线粘度计的日常维护：由于电池浆料的特殊性，尤其是正极浆料，如果在使用中未能定期清洗的话，会造成物料在管道或仪器内部的积料，造成测试结果发生偏差，因此我们建议在设备设计之初，就需要预先考虑选择合适的在线黏度计，不要选择灵敏度不够和维护保养复杂的仪器， SRV仪器小巧，安装简单，具有0.001cP 的灵敏度，免维护。 3、由于实验室采样测量和在线粘度计的测量条件不完全相同，实验室的测量结果可能和补偿计算结果会有不同，因此需要收集更多的实验室测量结果，对补偿计算的参数再作优化，以得到和实验室尽可能接近的结果。尤其是在涂布阶段的测量点上，由于测量方法的不同，需要对在线数据和实验室数据寻找对应的关系。 经过一段时间的数据积累和分析，结合实验室测量结果，就可以直接使用在线粘度计的信号值、结合温度信号，经过温度补偿计算和实验室比对计算出和实验室测量结果一致的在线粘渡之，给物料的生产工艺控制直接提供实时在线的测量结果，提高产品的品质稳定性，从而提高产品整体质量。 ( [1 ] 陈惠 钊 编 ， 粘 度测量，中国计量出 版 社，2003：142- 1 66 ，22 7 -247 ) ( [2]S.K.卡瓦特 A . B. 巴克.广选矿厂浓密机中矿浆流变学的 在 线测定，国 外 选矿快报， 19 9 9， 1 5：1-3 ) ( [3]吴严明，江志前、余华宏.粘度变化 透 明化 一 在线硅油粘度计在氨基硅油合成中的应用，流程 工 业，2009， ) ( [ 4 ]丁晓.在线粘度测量中的流变学问题.中国石油和 化工 自 动 化第九届技 术 年会 论 文集，2010 ) 在锂电池的生产中，浆料的黏度是影响涂布品质的重要因素，在实际生产中，由于原料品质波动，为保持稳定的产品品质，必须针对不同原料而对配方、工艺作出调整。安装SRV在线黏度计实时测量浆料黏度，采用自动化控制工艺及时进行调整，提高了产品品质的稳定性，还大大地减少了检测时间和强度。由于浆料的组成和流变性质的特殊，在仪器选择时需要加以特别注意，需要仪器有极高的灵敏度，同时对维护保养的要求应该尽可能的低，推荐使用SRV在线黏度计和SRD在线黏度/密度计。该文见于于《电源技术》2017，41(5)：705-707。在线粘度计在鲤电池浆料制备及涂布中的应用摘  要：在线粘度测量是目前锂电池行业中应用越来越广泛的技术，在线粘度的测量方法很多，主要有毛细管 、旋转式、柱塞式等， 而测量的对象也各不相同，流体的流变特性也各不相同 ，应用面也各不相同。本文从仪器和流变学的角度出发，对在线粘度测量的方法、流体的流变学类型进行分析，相应提出在线流变测量的解决方法。关键词：锂电池、在线粘度；在线粘度计；流变学；牛顿流体；非牛顿流体Online Viscosity and Rheology Measurement Solution for Lion Battey Slurry Preparing and Coating Abstract :Online viscosity measurements are used in Lion Battery industry. Online viscosity measurement method is different There is capillary,rotary,vibration, bib Lype, etc., and the measurement of  the object also each are not  identical,fluid rheological properties also each are not identical, applications are also different. This article from the rheologicalview and online viscosity measurement method, fluid rheological types and discussed different online viscosity measuremen t methods, charact eristics and application of some common industry applicat ions concluded, and the measurement of the online viscosity or some common problems on rheological analysis, and proposes on-line measurement of the processing method for Lion Ball ery Slurry Preparing and Coaling.Key word: Lion Battery, online Viscosfty, online viscometer;Rheology, Slurry Preparing, Coating一、前言       在埋电池的 产中，浆料的粘度是影响 涂布品质的重要因素，在实际生产中，由于原料品质披动， 为保持稳定的产品品质， 必须 针对不同原料而对配方、工艺作出调整。       传统的生产方法是在生产过程中定时取样用粘度计进行分析， 将测出的数据与 生产指标进行对比，从而作出相应调整。该方法由于受检测人员操作水平、检测仪器的 精度，以及检测时间滞后等诸多局限，产品的品质稳定性不是太理想。       针对传统方法的不足， 越来越多的厂家研友和采用了在线粘度计进行产品在线检测， 在提高检测精度的同时·， 还可 以根 据在线粘度计提供的数据信号，采 用自动化控制工艺及时进行调整， 提高 了产品品质的稳定性，还大大地减少了检测时间和强度。二、锂电池生产中的在线粘度计应用       在锂电池的生产的过程中，需对每一个生产步骤进行品质控制：       1 ）对每批原料进行检测，保证原料在控制范围 ：       2 ） 在混合 、分散的步骤需要把浆料的固含量、粒径分布、粘度等控制在一定范围：       3）在涂布的步骤， 要控制最适合的喷涂的速度和粘度， 以保证涂层厚度均匀。     2.1  浆料混合、分散及储存       推荐：Rheonics SRV在线粘度计       目的：自动化控制生产出粘度稳定的浆料，并保持储存的浆料粘度稳定       在浆料的混合、分散过程中，浆料从较高的粘度一直下降，经过一段时间的分散后，如果产品的粘度达到指标，这时SRV给出的连续粘度信号通过VM显示器会发出警报，表示分散结束；如果测得数据仍然高于指标，SRV会发出指令，打开电磁阀开关，补充少量溶剂，搅拌均匀后，SRV重复检测和补充溶剂，保持浆料的粘度稳定。2.2  涂布       推荐：Rheonics SRV在线粘度计       目的：提供实时数据，自动补充溶剂，使料槽的浆料粘度稳定，达到最佳的涂布效果。       在涂布料槽里的浆料经过一段时间后由于溶剂的挥发，浆料粘度会逐渐升高，当SRV检测出粘度超过事先设定的粘度值时，控制系统就可以打开电磁阀开关，补充少量溶剂，搅拌均匀后，重复检测和补充溶剂，知道粘度达标。       以上两个的应用中，在线粘度计检测的周期、电磁阀打开多长的时间，都可以设定。三、实验室粘度和在线粘度的对比        由于测量的环境、设备等不同， 在线粘度计测得的粘度和实验室粘度计测得的粘度会有差异， 因此，需要采集实骑在数据和在线粘度数据， 来确定在线粘度的最佳控制点。       向时， 阳极和l阴极浆料呈现小同的流变特性， 单从实验室的数据有时达不到对下一步涂布质量的控制．网此需要对材料进行详细的流变测试。四、在线粘度测量中需要的问题：       1 、从目前在线粘度计安装的测试点分布来看， 测量的物料有正极浆料、胶粘剂和负极浆料、胶粘剂共四种， 每种物料又有各自的粘度范围和流变特性。       由于生严工艺中物料温度的变化， 物料的粘度随温度的上升而下降，随温度的下降而上升，这符合物料的粘温特性，但是物料体系的粘度变化被温度变化所引起的变化给掩盖了， 因此需要通过温度补偿的 办法，将每种物料的在线 ，粘度值结合温度值， 根据四种物料不同的粘扭曲线 ，补偿计算到和实验室测量温度相同温度的粘度值 。以下是对四种物料进行温度补偿计算后的结果       以上曲线是四种物料经过补偿计算后部分放大的曲线， 可以看到物料的粘度并不是随着温度的下降而上升，  也不是随着温度的上升而下降，  这样就真实反映出了在生产过程中物料粘度的真实变化过程。       2、在线粘度计的日常维护： 由于电池浆料的特·殊性， 尤其是正极浆料， 如果在使用中未能定期清洗的话，会造成物料在管道或仪器内部的积料，  造成测试结果发生偏差， 因此我们建议在设备设计之初， 就需要预先考虑选择合适的在线粘度计， 不要选择灵敏度不够和维护保养复杂的仪器，SRV 仪器小巧，安装简单，具有0.001cP的灵敏度， 免维护。       3、由于实验室采样测量和在线粘度计的测量条件不完全相同，实验室的测量结果可能和补偿计算结果会有不同，因此需要收集更多的实验室测量结果，对补偿计算的参数再作优化，以得到和实验室尽可能接近的结果。尤其是在涂布阶段的测量点上， 由于测量方法的不同，需要对在线数据和实验室数据寻找对应的关系。       经过一段时间的数据积累和分析， 结合实验室测量结果，就可以直接使用在线粘度计的信号值、结合温度信 号， 经过温度补偿计算和实验室比对计算山和实验室测量结果一致的在线粘度值， 给物料的生产工艺控制直接提供实时在线的测量结果，提高产品的品质稳定性， 从而提高产品整体质量。[1]陈惠钊编．粘度测量，中国计量出版社， 2003: 142-166，,227-247[2] S. K. 卡瓦特 A. B.  巴克希．铜选矿厂浓密机中矿浆流变学的在线测定．国外选矿快报，1999, 15: 1-3[3]灵严明，江志前、余华宏．粘度变化透明化 一在线硅油粘度计在氨基硅油合成中的应用．流程工业， 2009, [4] 丁晓炯。在线粘度测量中的流变学问题．中国石油和化工自动化第九届技术年会论文集. 2010[5]丁晓炯。粘度测量和在线粘度计的应用．中国化工装备，2005 (zl)