? ? ? ?典型水性體系和油性體系的制漿工藝流程見圖。具體的加料順序、加料批次以及工藝參數(shù),因不同的漿料要求、設(shè)備、廠家而不同。另外,鋰離子電池漿料本身是不穩(wěn)定的,應(yīng)在一定時(shí)間內(nèi)使用,否則需要重新分散才可再次使用。

• ?(1)制漿準(zhǔn)備

? ? ? ?① 烘干。將正負(fù)極材料、導(dǎo)電劑和 PVDF 等原料烘干,可減少水分對(duì)制漿的影響?；钚晕镔|(zhì)的烘干還有助于減少表面吸附物質(zhì),增大顆粒的表面能,以便增大對(duì)分散劑的吸附。

? ? ? ?② 固態(tài)分散劑和黏結(jié)劑溶液制備。對(duì)于固體分散劑和黏結(jié)劑,需要配制成溶液使用。如 CMC溶于水;PVDF溶于NMP制成高濃度的溶液。為加快溶解,某些廠家采用球磨設(shè)備制備。

? ? ? ?③ 導(dǎo)電劑漿料制備。導(dǎo)電劑通常不適合于直接加入,在使用前需要制備成漿料。例如某些廠家采用球磨制備炭黑+CMC的導(dǎo)電劑漿料。

• (2)活性物質(zhì)的預(yù)混合

? ? ? ? 將活性物質(zhì)與潤(rùn)濕劑、分散劑和溶劑進(jìn)行預(yù)先混合。例如對(duì)于水性體系,通常將 CMC 溶液、水與石墨粉混合,保證石墨粉充分吸附分散劑,并被溶劑潤(rùn)濕。對(duì)于油性體系通常先將正負(fù)極粉體與 NMP混合潤(rùn)濕備用。這一過程通常用捏合或攪拌混合設(shè)備完成,以保證充分潤(rùn)濕。

• (3)高速攪拌分散?

? ? ? ? ?將預(yù)混合后的活性物質(zhì)加入攪拌罐中,進(jìn)行攪拌分散。高速攪拌分散是由分散機(jī)中的圓盤齒片攪拌槳來完成, 它直徑小、轉(zhuǎn)速 高(2000r/min),可提供高剪切力將聚團(tuán)打散,使粉體分散在溶劑中。同時(shí)開動(dòng)螺帶式低速攪拌槳,用于將漿料混勻和防止粘壁。在高速分散過程中,分批次加入溶劑、導(dǎo)電劑漿、黏結(jié)劑和分散劑溶液,以達(dá)到配方要求。

• (4)真空脫氣泡?

? ? ? ?真空脫氣泡是在真空狀態(tài)下進(jìn)行慢速攪拌,使氣泡脫出。但是真空脫氣時(shí)間不宜過長(zhǎng),以防過多損失溶劑。一般真空度為-0.06atm (-6.1kPa)時(shí), 時(shí)間不超過0.5h。

• (5)勻漿過程?

? ? ? ? 勻漿是指在不打開高速分散攪拌槳或攪拌槳速度不高的情況下, 主要依靠螺帶式攪拌槳對(duì)流體的低剪切、高循環(huán)達(dá)到使?jié){料穩(wěn)定分散的過程。這 個(gè)過程是一個(gè)長(zhǎng)時(shí)間的攪拌過程,可達(dá)5~10h。這是因?yàn)楦叻肿臃稚┰诜垠w 顆粒表面的吸附和緊密排列需要一定時(shí)間。這種低速長(zhǎng)時(shí)間的攪拌,既可以防止顆粒的團(tuán)聚,又可以使分散劑和黏結(jié)劑等進(jìn)一步均勻緊密吸附于固體顆粒表面,達(dá)到使顆粒均勻穩(wěn)定分散的目的。

• (6)過濾?

? ? ? ?過濾的目的是除去漿料中未分散的大顆粒聚團(tuán)。通常使用100~300目的篩網(wǎng)完成。也可以用特制的過濾器來完成。在制漿過程中并非只有最后一次過濾,根據(jù)需要可以安排多次過濾,確保漿料具有良好的分散效果。當(dāng)然,最重要的還是最后一次過濾,這是分離出大顆粒的最后一道屏障。

參考文獻(xiàn)：《鋰離子電池制造工藝原理與應(yīng)用》，2020年2月化學(xué)工業(yè)出版社。