正負(fù)極材料的粉體特性對(duì)鋰電池生產(chǎn)工藝的影響

由于能量密度高，自放電系數(shù)小和低的記憶效應(yīng)，鋰離子電池已被廣泛應(yīng)用于可充電電源的產(chǎn)品，如消費(fèi)電子、動(dòng)力工具、電動(dòng)汽車和航天工程等。

上圖顯示了典型的鋰離子電池的生產(chǎn)工藝流程。在流程中的許多階段都取決于流程開(kāi)始時(shí)的制漿的質(zhì)量，而制漿的好壞又在很大程度上依賴于與粘合劑及溶劑等混合的正負(fù)極材料的粉體特性以及在混合過(guò)程中粉體的行為表現(xiàn)。

為了保證好的工藝性能和高質(zhì)量的成品，漿料必須滿足一些苛刻的條件如粒度，粘度和固體含量。特別需要指出的是，固體含量的均勻性會(huì)影響漿料能否有效地被涂在正負(fù)極基片上，因此正負(fù)極材料粉體能否被很好的混合和分散且不含顆粒團(tuán)聚是決定性的因素。

比流動(dòng)能（SE）和透氣性（以壓降PD表示）-來(lái)自3批次用于鋰離子電池生產(chǎn)的磷酸鐵鋰粉料測(cè)量

粉體的流變性決定了粉體是否能很好地混合分散并形成漿料，粉體流變性能通過(guò)測(cè)量流動(dòng)性及影響團(tuán)聚的因素獲得。下面的數(shù)據(jù)顯示了使用FT4粉體流變儀測(cè)量得到的粉體特性與鋰離子電池工藝質(zhì)量之間的關(guān)系。

來(lái)自不同供應(yīng)商三批 磷 酸鐵鋰粉料。批次1能產(chǎn)生均勻的漿料，而批次2和批次3的粉料所制成的漿料均勻性差并堵塞篩網(wǎng)導(dǎo)致停機(jī)和次品。

比流動(dòng)能（SE）量化了粉體顆粒間的機(jī)械咬合和摩擦的程度。批次1的低比流動(dòng)能（SE）值說(shuō)明其顆粒被很好地分散且不容易粘結(jié)和團(tuán)聚。

透氣性描述粉體釋放和滯留空氣的能力。批次1所測(cè)得的高的壓降（PD）表明低的透氣性，從而說(shuō)明較有效的組裝粉床。具有規(guī)律的組裝結(jié)構(gòu)的粉體一般更能自由流動(dòng)因而也能夠較自由和均勻地分散。較低的內(nèi)聚強(qiáng)度也能減少顆粒團(tuán)聚。

上述結(jié)果顯示具有低度機(jī)械咬合和摩擦，透氣性較低的粉體能產(chǎn)生均勻的漿料，較好的用于鋰離子電池的陽(yáng)極基片的制造。FT4粉體流變儀能通過(guò)對(duì)多元變量的表征來(lái)準(zhǔn)確地量化粉體特性，從而精確地定義達(dá)到理想產(chǎn)品所需的粉體指標(biāo)。