正負極材料的粉體特性對鋰電池生產(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，如消費電子、動力工具、電動汽車和航天工程等。

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始時的制漿的質(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極材料的粉體特性以及在混合過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影響漿料能否有效地被涂在正負極基片上，因此正負極材料粉體能否被很好的混合和分散且不含顆粒團聚是決定性的因素。

比流動能（SE）和透氣性（以壓降PD表示）-來自3批次用于鋰離子電池生產(chǎn)的磷酸鐵鋰粉料測量

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，粉體流變性能通過測量流動性及影響團聚的因素獲得。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)致停機和次品。

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

透氣性描述粉體釋放和滯留空氣的能力。批次1所測得的高的壓降（PD）表明低的透氣性，從而說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因而也能夠較自由和均勻地分散。較低的內(nèi)聚強度也能減少顆粒團聚。

上述結(jié)果顯示具有低度機械咬合和摩擦，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極基片的制造。FT4粉體流變儀能通過對多元變量的表征來準確地量化粉體特性，從而精確地定義達到理想產(chǎn)品所需的粉體指標。