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鋰離子電池極片工藝對電池性能有什么影響?

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2021年04月22日  

鋰離子電池極片對電池性能的影響占比大于80%,因此改善極片工藝對電池性能的提升有決定性用途。鋰離子電池極片生產重要有配料、涂布、輥壓和分條模切。


配料過程中重要的重要通過添加劑來改變提高性能。粘結劑作為將電池材料與集流體充分接觸的關鍵物質,對電池性能有著重要的影響。常用的水性粘結劑重要有HPMC(羥丙基甲基纖維素),CMC(羧甲基纖維素鈉),明膠,海藻酸鈉,殼聚糖,PTFE(聚四氟乙烯)等;常用油性粘結劑(正極)有環氧樹脂,氟樹脂,丙烯酸,醋酸纖維素等。公司生產一本用羧甲基纖維素鈉作為石墨負極水性粘結劑試用,但高度電極片選用油性粘結劑較多。目前進一步改善負極片的成片狀態,殼聚糖(CS)天然的堿性高分子多糖被用作石墨負極材料的粘結劑。


目前大多數公司生產用PVDF(聚偏氟乙烯)作為鋰離子電池正極粘結劑,NMP(N-甲基吡咯烷酮)作為分散劑。目前有國外研究人員用明膠作為電池粘結劑,也有嘗試用聚乙烯醇(PVA)作為粘結劑。


鋰離子電池活性物質導電能力相對較差,所以配料中的另一種添加劑為導電劑,通常用SuperP,它是一種各項異性的層狀石墨,最近有人用一種氣相生長碳纖維素VGCF作為導電劑,其具有較好的導電和導熱性能,同時具有一定的電解液吸附能力,被作為導電劑來研究。配料過程中也加入適當的乙醇或異丙醇作為消泡劑也經常使用。


當然不同添加劑配比,干法混料,濕法混料等不同混料方式及控制溫度和真空度等也作為公司改進電池極片的常用方法。


制片中第二個重要的影響因素為涂布,包括涂布工業,箔材集流體等。集流體的用途重要有降低電池內阻,減少電池材料的電化學極化,提高電池容量和循環壽命。電池長期循環使用會造成鋁箔腐蝕溶解,可形成可溶性三價鋁離子,會造成電解液的污染,并可能在負極還原沉積生成金屬Al枝晶,會影響鋰離子電池壽命和安全性能。一般通過氧化鈍化膜或表面涂覆導電碳涂層以及電暈處理對鋁箔進行改性。


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