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通过流变特性表征浆料的储存稳定性方案
2020/08/19 11:42
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方案摘要：
产品配置单：
高压型差示扫描量热仪
型号： DSC 204 HP
产地： 德国
品牌： 耐驰
¥50万 - 100万
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差示扫描量热仪 DSC 214 Polyma
型号： DSC 214 Polyma
产地： 德国
品牌： 耐驰
¥50万 - 100万
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方案详情：
【应用文章】通过流变特性表征浆料的储存稳定性
通过流变特性表征浆料的储存稳定性
电池浆料在储存过程中，浆料中的颗粒只受到重力的作用，剪切速率非常低，通常的剪切速率范围是10-6s-1到10-2s-1。在储存过程中，低剪切速率范围内的剪切粘度越大，浆料就越稳定。可以通过剪切粘度随时间的关系表征电池浆料的沉降性能。
图1是负极电池浆料在低剪切速率0.1s-1下的剪切粘度随时间的变化关系。可以看出，负极浆料的剪切粘度随储存时间增加而减小，在储存3小时18分钟后，剪切粘度由9.68Pa.s减小到7.215Pa.s，减小了25%，说明负极浆料在缓慢沉降。
图1 负极电池浆料的剪切粘度随时间的变化，剪切速率为0.1s-1
图2是负极电池浆料在储存了72小时前后剪切粘度曲线对比，可以明显看出储存了72小时后，在测试的剪切速率范围内剪切粘度都有明显下降，说明浆料沉降非常严重。
图2 负极电池浆料储存时间对剪切粘度的影响
羟甲基纤维素钠（CMC）是电池浆料配方中常用的助剂，主要起增稠作用，用于悬浮固体颗粒，阻止沉降，提供储存稳定性。羟甲基纤维素钠（CMC）溶液需要在低剪切速率范围内具有高粘度，有助于悬浮固体颗粒，降低颗粒的沉降速率。但是在高剪切速率范围下，需要有较小的剪切粘度，便于涂布。
图3 CMC溶液的剪切粘度曲线
图3是3%浓度的羟甲基纤维素钠（CMC）溶液的剪切粘度曲线，可以看出羟甲基纤维素钠（CMC）的悬浮能力。固体颗粒在连续相中的沉降速率可以通过修正的Stokes方程预测：
v: 颗粒沉降速度
△ρ：分散相与连续相的密度差
g: 重力加速度
a：固体颗粒直径
η：连续相剪切粘度
Φ：固体颗粒的体积分数
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