浆料的流变特性与涂布效果剖析.ppt

逗号辊涂布机的普遍问题前言 极片涂布的质量除了使用优良的涂布机之外还必须具备高超熟练的涂布技术和经验，本文不涉及这方面的讨论，而重点探讨浆料的制作以及浆料与涂布的关系。正如日本电池界所说：电池的好坏有70%与极片品质相关，而极片的好坏有70%与浆料的品质相关。因此，做好浆料就等于做好了电池的50%，这是电池制造的首要工作，也是核心工作。 逗号辊涂布机的普遍问题 间歇涂布开始“鼓包”问题 这个问题主要是设备的调整问题（B辊动作与C辊配合，等等），本文不涉及。 间歇涂布结束时的“拖尾”问题 浆料的流动性 浆料表面张力 浆料的粘度调整 “越涂越薄”的问题 浆料的流动性 浆料的表面张力 逗号辊的材质 涂层表面不光滑问题 “树皮”条纹 厚薄不均 “火山口”凹陷小坑 涂层两侧不整齐和“鼓包”问题 浆料流动性不好 挡板设置不好 涂层两侧卷边问题 干燥箱内的托辊安装不良（本文不涉及） 第一温区的温度设置和风量配置 极片粹裂问题 涂布速度太快 各温区温度设置不合理 间歇涂布结束时的“拖尾问题” 主要原因是浆料的流动性不良。混合良好的浆料是流动性极好的流体，而流动性好的流体具有流体最普通的特性 －－－液体的表面张力。张力使得液体边缘向其内部集聚： 流动性不好的流体 表面张力弱，容易 产生“拖尾”现象 液体张力使锯齿 状的界面向内集聚 液体的表面张力可以修复液体界面凹凸 的形状，好的流体具有这样的特性 液体在没有浸润 的平面上隆起 涂布起始端隆起还会破坏圆柱电池极组的圆度 （除了影响电池性能外） １）极片厚薄不匀 （这个现象少见，属于特例） ２）间歇涂布的起始部分 隆起（极片厚） ３）极耳未压成圆弧形 隆起部分 平直极耳 整形极耳 卷针 浆料的良好流动性使其成为具有张力特性的流体 流体的表面张力使拖尾的锯齿界面向流体内侧收拢聚集，减小了锯齿的幅度。 良好的流动性使浆料内部的应力均匀，当B辊离开C辊时，浆料的表面被均匀地拉断，断裂处的界面平整。 由于流动性好，被拉断的部分厚度均匀，而流动性差的浆料在尾部的厚度比较薄。 粘度的意义 粘度，顾名思义是液体的粘稠程度，而不是它的 粘结强度，甚至与粘结力毫无关系，就像炼乳和蜂 蜜一样，是体现液体稀和稠的程度。 Binder的粘度意义 对于binder来说，既有又具粘度还具粘结力的 “一液型”binder,比如LA132；还有只具备粘度而不具备粘结力的增稠剂，比如CMC，它必须与仅具有粘结力的SBR组成“二液型”binder才能使用。 溶液粘度与溶液浓度不是线性关系，即：增加用 量会使粘度成指数规律升高。 本章节主要关注binder的粘稠特性，因为对于相同溶解浓度的同一种binder来说，粘度大的binder，其分子量就高，使用效率也会高一些，即：用量会较少一些。 粘度相对高的液体，它的悬浮力也比较大，也就是它对于溶液中的固体（包括粉体）有更大的托举力。这种特性不但阻碍固体的沉降，还能起到分散溶液中粉体的作用，即：在高速搅拌中使液体里的每个粉体颗粒保持均匀的距离，这就是我们谋求的均匀分散效果，这样的效果不但可以提高过筛的能力，还能提高涂工的平整程度。 浆料的粘度意义 粘度高的浆料当然也不容易沉淀，它的分散匀度也会好一些。但是当其粘度下降后，悬浮在其中的固体（包括粉体）就会开始分层，重量较大者在下层，而重量较轻者会浮在上层，比如浆料中的炭黑导电剂就会浮在表层。粘度越低，沉降越明显。好的浆料需要性能优越的增稠剂，还希望悬浮的颗粒表面积大（颗粒越小其表面积越大）。另外，优良的制浆设备和工艺可以减少以上的沉降和分层现象。 但是过高粘度的浆料不利于流平效果，也就是涂工不平整，所以适当降低粘度有利于涂布。 然而过低粘度的浆料虽然流动性较好，但干燥困难，降低了涂布机的工作效率，还容易发生涂层龟裂、卷边的问题。 过低粘度(比如1500cps）的水性浆料在涂布后还会发生因为各粉体的表面张力不同而导致溶液脱离疏水粉体的表面（比如石墨），处于较低张力位置的液体会积聚到张力较高的位置，这样就会形成涂层表面的凹陷（凹坑、俗称“火山坑”）。 过低粘度的浆料还会使颗粒重新团聚，特别是超细颗粒容易团聚，破坏涂层“面密度”的均匀性。 浆料的粘度调整 粘度太稠会破坏浆料的流动性，尤其是水性浆料 粘度太稀容易使浆料的固液分层，因为液体的流动性比固体好，当固体停止流动时而液体部分或者是固含量低的部分流体还会“向外”流动，加重了拖尾现象。 由于太稀的浆料容易产生固液分层，较轻质的部分悬浮在流体的上层，当B辊离开C辊时，拉断部分的浆料由于轻质的上层更具有流动性，更容易被“拉长”，结果造成了拖尾部分的固液严重分离，表现为涂层尾部出现透明“水印”的现象。 逗号辊“越涂越薄”的问题 流动性差的浆料会附着在逗号辊的刀口上