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杨正红总经理:锂电池浆料及分散体系稳定性的表征
2021年11月22日 发布 分类:行业要闻 点击量:106
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为了提升锂离子电池的性能,每个厂家都费尽心思去研究正负极材料还能如何改进,却很容易忽略电池浆料中导电剂、粘结剂形貌及其与活性物质之间相互作用,以及制备过程中影响浆料分散体系稳定性的因素。


事实上在整个生产过程中,锂电池浆料的制备尤为关键,曾有日本专家说过:浆料性质的好坏影响到电池成品质量的70%以上。它不仅影响电池性能,也是决定电池成本的关键指标。比如说稳定性佳的浆料可以为生产提供足够的连续性保障,在涂布过程中极片的面密度稳定,为电池容量、内阻等性质打下良好的基础;若浆料的稳定性不好,浆料会出现沉降、絮凝聚并等现象,产生大颗粒,对后续的涂布等工序产生影响,难以保证极片的参数因此不仅生产制造步骤要环环把控,就连质量控制也不能马虎,尤其是质量检测方法的选择,更是决定了质控的成败。

由于电池浆料是种由多种不同比重、不同粒度的原料组成,又是固-液相混合分散油状的黑色流动液体,属于非牛顿液体,因此除具有一般流体所具有的特征如粘性、流动性等,还具有一些自身特殊的性能,如流变性(流变性正是体现电池浆料分散效果是否良好的具体指标之一)。同时,电池浆料高度不透光的特点,也使得激光粒度分析仪在测定其中材料的颗粒尺寸时存在困难。目前来说,监测浆料稳定性的最佳手段是用zeta电位探头直接定时(定期)观察浆料的平均粒度和zeta电位变化、监测团聚的发生


注:ZETA电位是指剪切面(Shear Plane)的电位,又叫电动电位或电动电势,是表征胶体分散系稳定性的重要指标。分子或分散粒子越小,Zeta电位的绝对值(正或负)越高,体系越稳定,即溶解或分散可以抵抗聚集。反之,Zeta电位(正或负)越低,越倾向于凝结或凝聚,即吸引力超过了排斥力,分散被破坏而发生凝结或凝聚。

电极的浆料组成成分及作用

为了精准地对锂离子电池浆料及其稳定性进行质控,目前受到业界高度认可的方法是通过超声/电声表征浆料中颗粒的大小、流变性质和电学性能——在可比较的范围内,超声法和激光衍射法测得的颗粒粒度是一致的。与光学方法相比,声学方法不受电渗效应的影响,可以获得更多的体系参数,特别是溶胶的微观电学参数,包括胶体颗粒表面电荷密度和两个表面电导率参数——德拜长度和杜坎数。浓度高于1%的非均相体系的稳定性不止与zeta电位有关,还与空间位阻有关。因此,这时更应该关心颗粒本身的微观电学性质。如果稀释后测定zeta电位,其结果因体系状态改变很难代表体系的稳定性参数。

在相关需求的驱动下,目前市场上已有技术先进的科学仪器厂家开发出超声粒度和zeta电位分析仪于一体的超声/电声谱仪不仅可以测定原浓体系黑色浆料的粒度分布和zeta电位,适应高粘度样品的测定,而且可在一台仪器上完成pH、温度、电导率及流变性质的测定。

如果您正苦恼于如何表征锂电池浆料的稳定性,想了解相关技术及仪器,请千万不要错过于11月23-25日在深圳开幕的“2021年全国新能源粉体材料暨增效辅材创新发展论坛”。届时,来自仪思奇(北京)科技发展有限公司的杨正红总经理将带来题为《锂电池浆料及分散体系稳定性的表征》的报告,带我们了解这种胶体科学研究的得力手段,不想错过的话就赶紧点击文末“阅读原文”报名吧!

关于报告人

杨正红,1985年毕业于北京大学,师从著名化学家我国生物无机化学学科的开拓者中科院院士王夔教授。留校任教至副研究员期间,主要从事自由基生命科学研究并担任天然药物及仿生药物国家重点实验室仪器组组长,先后发表及合作发表论文三十余篇,获得国家教委科技进步二等奖及北京市卫生局科技进步二等奖各一项。

杨正红先生自离开大学教学和科研岗位后,从1997年起负责颗粒特性分析仪器的技术支持及销售,自2000年以来,有近20篇颗粒特性分析的论文发表,其著作《物理吸附100问》已经脱销。他先后被聘为瑞士华嘉公司分析仪器部产品专家、销售经理,英国马尔文仪器公司北方区经理, 并同时担任美国康塔仪器公司的中国区经理及北京代表处首席代表。2016年7月,杨正红先生创建仪思奇(北京)科技发展有限公司,致力于国外最先进仪器分析技术的引入推广和国产化先进仪器装备的自主研发和产业化进程。

 

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