水性粘合剂在锂离子电池正极使用的常见问题及解决方案

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水性粘合剂在锂离子电池正极使用的常见问题及解决方案

1、导电剂分散：导电剂主要有乙炔黑、导电性碳黑等品种，都属于低极性亲油性物质，在水性介质中分散较为困难。可以采用搅拌球磨的

1、导电剂分散：导电剂主要有乙炔黑、导电性碳黑等品种，都属于低极性亲油性物质，在水性介质中分散较为困难。可以采用搅拌球磨的机械分散方法来实现分散目的，搅拌球磨机为全不锈钢材质，磨介为8～10mm刚玉球，开动搅拌，并充分循环，磨2小时以上，经120目筛网泵出导电粘合剂料浆。测出其固含量备用。

2、正极浆料生产：检查正极浆料均匀性，如果浆料已经搅拌均匀，通过真空消泡或少量乙醇、正丁醇加低速搅拌消泡后，即可进入下一步涂布工序。

3、涂布：涂布设备的进料容器最好配备有搅拌器，以防活性物质沉降造成正极片不同部位组成不均一。

4、烘箱温度设定根椐其长度和拉浆速度不同各有差异，以三段温度设置为例，进料口的前段在80～90℃，中段设为60～70℃，尾段温度更低甚至可为常温。总体原则是前高后低，以保证正极带在烘箱内迅速干燥后尽量冷却，在出带口接近常温，使极带柔韧便于卷绕。异常情况：
（1）卷边，以涂布第一面时容易出现；这是由于浆料干燥过快，涂层缺乏延迟时间造成收缩严重形成的，处理方法是降低烘干温度和走带速度。
（2）集电体铝带腐蚀，有两种可能性：一是正极涂层干燥程度不够，二是活性物质有强碱性的物质溶出；前者只要调整烘干温度和走带速度即可解决。后者只能更换好的活性物质，水性粘合剂不适于任何有强酸强碱性物质溶出的活性物质。

5、后续工序：涂布好的正极带可在烘箱中加热和抽真空充分干燥，以防涂层中水分的包夹；但在碾压前必须在常温常压常湿度的环境中放置陈化半小时以上。正极涂层碾压后的密度根椐活性物质、导电剂的配比、种类、型号、厂商等各不相同，以钴酸锂为例，大至介于3.4～3.8范围。LA型水性粘合剂的使用从配料直至卷绕成电芯，都应在常湿度的普通车间内完成，但在电芯装入壳体注液前，卷绕好的电芯必须经加温和高真空（2mm汞柱以下）充分干燥，以后的操作应该在干燥车间内完成，而且最好工序连贯，防止电芯在放置过程中吸潮影响电池性能。

6、注意事项：制浆工序中的容器应能密闭，以防水分挥发造成浆料浓度变化或干涸形成颗粒，影响以后的制浆质量。所有接触浆料设备的材质最好为不锈钢一类不受水分影响的材料，碳钢材质绝对不能使用。导电剂的分散可能有更方便快捷的方法，在保证导电剂充分分散的前提下，导电剂分散一步可以揉合到第二步正极浆料生产中。本粘合剂的特点是干、热则硬和脆（即使加热到200℃以上，粘合剂也只能分解而不会变软），而冷、潮则软且柔韧，不必参照PVDF那样加热提高粘结力，正极带在碾压、裁切、卷绕等工序中适合于在常温和正常湿度的车间进行。用本粘合剂制备的电池，正极放电容量与PVDF粘合剂相当，不要期望通过粘合剂的改变来大幅提高正极放电容量。一般情况下，生产设备的清洗和边角料的回收均可用水，可能时刷洗效果较好。

应用小结（三个关键之处）：
1、导电剂充分分散，
2、极片干燥与防止返潮，
3、避免使用有强碱性物质溶出的活性材料。负极片的制造则通常采用丁苯（SBR）胶乳水溶性材料作粘结剂，以水或去离子水作溶剂，羧甲基纤维素（CMC）为增稠剂。最初，负极搅拌使用的粘结剂也是PVDF等油系粘结剂，但是因为考虑到电池内极化严重，且水系更环保和性价比更高且能代替其粘结作用，故发展到现在负极选用水系粘结剂已经成为其主流方向。

上一篇：为什么负极浆料常用水性粘结剂，正极浆料常用油性粘结剂下一篇：不同粘结剂对电池性能的影响

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