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介紹鋰離子電池的配方和工藝流程

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2023年02月21日  

鋰離子電池的配方與工藝流程


1.正負極配方


1.1正極配方:LiCoO2+導電劑+粘合劑+集流體(鋁箔)


LiCoO2(10μm):96.0%


導電劑(CarbonECP)2.0%


粘合劑(PVDF761)2.0%


NMP(新增粘結性):固體物質的重量比為8:15


a)正極粘度控制6000cps(溫度25℃);


b)NMP重量須適當調節,達到粘度要求為宜;


c)特別注意溫度、濕度對黏度的影響


正極活性物質:


鈷酸鋰:正極活性物質,鋰離子源,為電池提高鋰源。非極性物質,不規則形狀,粒徑D50一般為6-8μm,含水量0.2%,通常為堿性,pH值為10-11左右。


錳酸鋰:非極性物質,不規則形狀,粒徑D50一般為5-7μm,含水量0.2%,通常為弱堿性,pH值為8左右。


導電劑:鏈狀物,含水量<1%,粒徑一般為1-5μm。通常使用導電性優異的超導碳黑,如科琴炭黑CarbonECP和ECP600JD,其用途:提高正極材料的導電性,補償正極活性物質的電子導電性;提高正極片的電解液的吸液量,新增反應界面,減少極化。


PVDF粘合劑:非極性物質,鏈狀物,分子量從300,000到3,000,000不等;吸水后分子量下降,粘性變差。用于將鈷酸鋰、導電劑和鋁箔或鋁網粘合在一起。常用的品牌如Kynar761。


NMP:弱極性液體,用來溶解/溶脹PVDF,同時用來稀釋漿料。


集流體(正極引線):由鋁箔或鋁帶制成。


1.2負極配方:石墨+導電劑+增稠劑(CMC)+粘結劑(SBR)+集流體(銅箔)


負極材料(石墨):94.5%


導電劑(CarbonECP):1.0%(科琴超導碳黑)


粘結劑(SBR):2.25%(SBR=丁苯橡膠膠乳)


增稠劑(CMC):2.25%(CMC=羧甲基纖維素鈉)


水:固體物質的重量比為1600:1417.5


a)負極黏度控制5000-6000cps(溫度25轉子3)


b)水重量要適當調節,達到黏度要求為宜;


c)特別注意溫度濕度對黏度的影響


2、正負混料


石墨:負極活性物質,構成負極反應的重要物質;重要分為天然石墨和人造石墨兩大類。非極性物質,易被非極性物質污染,易在非極性物質中分散;不易吸水,也不易在水中分散。被污染的石墨,在水中分散后,容易重新團聚。一般粒徑D50為20μm左右。顆粒形狀多樣且多不規則,重要有球形、片狀、纖維狀等。


導電劑:其用途為:


a)提高負極片的導電性,補償負極活性物質的電子導電性。


b)提高反應深度及利用率。


c)防止枝晶的出現。


d)利用導電材料的吸液能力,提高反應界面,減少極化。(可根據石墨粒度分布選擇加或不加)。


添加劑:降低不可逆反應,提高粘附力,提高漿料黏度,防止漿料沉淀。


增稠劑/防沉淀劑(CMC):高分子化合物,易溶于水和極性溶劑。


異丙醇:弱極性物質,加入后可減小粘合劑溶液的極性,提高石墨和粘合劑溶液的相容性;具有強烈的消泡用途;易催化粘合劑網狀交鏈,提高粘結強度。


乙醇:弱極性物質,加入后可減小粘合劑溶液的極性,提高石墨和粘合劑溶液的相容性;具有強烈的消泡用途;易催化粘合劑線鏈,提高粘結強度(異丙醇和乙醇的用途從本質上講是相同的,大批量生產時可考慮成本因素然后選擇添加哪種)。


水性粘合劑(SBR):將石墨、導電劑、添加劑和銅箔或銅網粘合在一起。小分子線性鏈狀乳液,極易溶于水和極性溶劑。


去離子水(或蒸餾水):稀釋劑,酌量添加,改變漿料的流動性。


負極引線:由銅箔或鎳帶制成。

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