【应用文章】电池浆料制备工艺与流变特性

耐驰

2020/06/17 14:44

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电池浆料制备工艺与流变特性

电池浆料制备工艺对流变特性的影响：

电池浆料制备工艺对电池浆料的流变特性有一定影响，Lee等人[2]研究了浆料制备顺序对浆料流变特性和电池性能的影响。图1是混合时间对正极浆料的流变特性的影响，可以看出，混合时间150分钟比混合时间30分钟的浆料剪切粘度低。

图1 负极电池浆料三段阶跃剪切速率测试

电池浆料流变对涂布工艺的影响：

电池浆料涂布过程是高剪切速率过程，在集流体上涂布后，浆料的流平过程又是低剪切速率过程。所以电池浆料在高剪切速率范围下剪切粘度不能太高，如果粘度过大，则会造成涂布困难；在涂布后，浆料会在集流体上在重力和表面张力的作用下流平，在低剪切速率范围，希望粘度逐渐恢复到涂布之前的高粘度。在还没有完全恢复到高粘度之前，浆料的粘度还比较小，容易流平，涂层表面光滑厚度均匀。恢复的时间不能太长，也不能太短。恢复时间太长，浆料在流平过程中粘度太小，容易出现拖尾或者下边缘的厚度比上面的涂层厚度高。如果时间太短，浆料则没有时间流平。这个过程可以通过三段阶跃剪切速率的测试方法来表征。

图2 负极电池浆料三段阶跃剪切速率测试

图3 正极电池浆料三段阶跃剪切速率测试

图2和图3分别是负极和正极浆料的三段阶跃剪切速率测试方法。蓝色曲线表示剪切粘度，红色曲线表示剪切速率。测试过程是，第一段：剪切速率为0.1s-1，持续时间60s，模拟浆料在涂布前的剪切粘度；第二段，剪切速率100s-1，持续时间60s，模拟涂布过程的高剪切速率，此时，剪切粘度会急剧降低；第三段，剪切速率为0.1s-1，与第一段的剪切速率保持一致，观察第三段的剪切粘度逐渐增大的过程。可以定义第三段剪切粘度恢复到第一段剪切粘度绝对值的90%时所需要的时间为结构恢复时间，用来表示粘度恢复的快慢。从图2中可以看出，负极浆料的结构恢复时间为29s。从图3中可以看出，正极浆料的结构恢复时间为2094s，非常慢。