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技术:锂电池无尘合浆新工艺分析
时间:2020-09-26 来源:lol外围投注app 浏览量 40866 次

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为了增进电化学反应的展开,减少电极反应的阻力,绝大多数的锂电池活性材料都用于粉体材料,还包括锂电池的负极材料、负极材料、粘接剂材料、导电剂材料。锂电池的活性材料都要经过配料,与适当的溶剂(例如NMP或者水)互为混合,加热集中(或沉淀)均匀分布,做成浆料的工序,才能用作锂电池的生产。在合浆的过程中,粉体的活性材料中的小颗粒更容易构成粉尘污染,弄脏工作环境。

投料完结包装袋中瓦解少量粉体的活性材料,也更容易弄脏工作环境。以磷酸铁锂负极材料和碳纳米管导电剂为代表,粉尘污染的情况特别是在相当严重。为此,笔者研发了一种用作锂电池粉体活性材料的几乎无尘洗手合浆技术,并展开了适当的知识产权维护布局。

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通过在锂电池粉体活性材料合浆过程中,用于适当的可溶解的包装袋来纸盒粉体的锂电池活性材料(包装袋外袋还是传统的铝塑膜包装袋,内袋是可溶解的包装袋),把可溶解包装袋和锂电池粉体活性材料一起投放制浆过程所用的溶剂中,从而构建洗手制浆的过程,完全避免粉尘污染。以PVDF材质包装袋来解释,规格350mmx460mm大小的袋子,厚度是40微米,重量是21.76g,容积是8升至。这样的袋子,在NMP里常温加热下5分钟就沉淀了。

用来装有磷酸铁锂材料的话,可以装6公斤左右,这样袋子比较磷酸铁锂的重量比就是21.76/6000=0.36%。而磷酸铁锂负极配方里少见的PVDF加到量比较负极是2.5%,也就是说PVDF袋子比较整个PVDF粘接剂的量才14.4%,对整个粘接效果没什么过于显著转变和影响,也会带给杂质,因为PVDF包装袋和粘接剂都是PVDF材质。

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就算配方里把PVDF粘接剂的量比较磷酸铁锂负极降至1.5%,PVDF袋子比较整个PVDF粘接剂的量才24%。这个溶解包装袋,只不过只是获取一层非常简单的防粉体泄漏的膜就可以。在生产实际里,主要纸盒强度靠铝塑膜纸盒外袋来获取,里面有一层厚的溶解PVDF包装袋就可以。

用来装有三元NCA和NCM材料的话,必须用规格350mmx460mm大小厚度80微米的PVDF袋子,重量是43.52g,容积是8升至,可以装17公斤左右的NCA和NCM负极材料。这样的袋子,在NMP里常温加热下5分钟就沉淀了。比较负极PVDF,袋子的重量比是43.52/17000=0.26%。而三元材料负极配方里少见的PVDF加到量比较负极是1.5%,也就是说PVDF袋子比较整个PVDF粘接剂的量才17.3%,对整个粘接效果没什么过于显著影响,也会带给杂质,因为PVDF袋子就是PVDF材质的。

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就算配方里把PVDF粘接剂的量比较负极降至1.0%,PVDF袋子比较整个PVDF粘接剂的量才26%。目前能带给立竿见影转变的是,用溶解PVDF包装袋工艺处置导电剂—导电炭黑(特密高公司的SP)、导电石墨(特密高公司的KS-6)、碳纳米管和PVDF粘接剂本身。这几种材料,PVDF袋子带给的影响是几乎可以忽略不计的。对于导电剂SP的投料,粉尘十分相当严重,迫切需要溶解包装袋的技术来提高投料的操作者环境。

这个效果是立竿见影的,也没副作用。导电炭黑SP去年国内销售了几千吨。

这样的技术对负极材料也是限于的,包装袋的材质使用水溶性的高分子材质就好。这样做到的益处在于:1、完全避免用于锂电池粉体活性材料过程中的粉尘污染;2、可以较慢投料;3、更容易构建自动化;4、不必须简单的吨袋投料和气流运送工艺,节约投料设备投资和费用,也不必须后期确保投料设备;5、需要二次除去计量,可以准确重量投料;6、防止脆弱的电池材料(例如NCA)认识空气里的水和灰尘,防止投料过程的空气污染、运送机械带给的污染、运送设备磨损的污染;7、维护工人身体健康,几乎杜绝粉尘危害;8、制作高质量的电池必须高度洗手的环境,意味著的无粉尘污染是先进设备电池企业必需的。2016年中国国内锂电池负极材料产量16.16万吨,同比快速增长43%,产值多达200亿元。

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