制浆理论基础及工艺探讨PPT.ppt

另外，由于纳米微粒所具有的特殊的表面结构，所以在粒子间存在着有别于常规粒子(颗粒)间的作用能——纳米作用能(Fn)。定性地讲，这种纳米作用能就是纳米微粒的表面因缺少邻近配位的原子，具有很高的活性，而使纳米微粒彼此团聚的内在属性，是纳米微粒易团聚的内在因素。要得到分散性好、粒径小、粒径分布窄的纳米微粒，必须削弱或减小纳米作用能，而这必将导致纳米粒子的活性降低，使用效果变差。因此，在提高分散性的同时，应尽可能的降低物料的表面活性与表面能。 * * 四、物料团聚与解聚的基本原理与途径(一)干态物料的团聚体解聚问题由于颗粒间普遍存在着范德华力和库仑力，固体的微细化过程实质上是小粒子的内部结合力不断被破坏，体系总能量不断增加的过程。因此从热力学角度来讲，物料有自发凝集的倾向，而且颗粒粒径越小，团聚越严重。因此，如何使团聚体解聚，使颗粒均匀分散，便成了急需解决的首要问题。 * 颗粒团聚程度可以用团聚系数AF(50)表示为式中，中等尺寸团聚体的直径即为在粒度分析中50%累计质量的直径。分析上式可知，团聚系数越大，表示物料的团聚现象越严重，AF(50) = 1说明粉料几乎没有团聚体。一般情况下，未经特殊处理的超细物料在水中的团聚系数的值在30左右。库仑力、范德华力、超细粒子表面化学活性、Pendular液桥、高表面能均是微纳米物料团聚的内在因素。 * 设凝集前分散状态物料的总表面积为A。，凝集后总表面积为Ac，单位面积的表面自由能为ro，则凝聚前分散状态物料总表面能G。为 Go = roAo (2 - 3) 凝集状态物料总表面能Gc为Gc = roAc (2 - 4) 由分散状态变为凝集状态总表面自由能的变化△G为 △G = GC - Go = ro(Ac – Ao) (2 - 5)显然，Ac Ao，△G 0。因此凝集状态比分散状态稳定，分散的粒子总是趋向于凝集以达到稳定状态。实现物料凝集的主要推动力是范德华引力，两个分子的范德华吸引位能例可表示为 φA = - λ/ X6 (2 - 6)式中:X为分子间距以为涉及分子极化率，特征频率的引力常数。 天津力神电池股份有限公司 研究与发展中心 天津力神电池股份有限公司 研究与发展中心 天津力神电池股份有限公司 研究与发展中心 天津力神电池股份有限公司 研究与发展中心 天津力神电池股份有限公司 研究与发展中心 制浆理论基础及工艺探讨 * * 目录 1.制浆目的及意义 2.检测 3.基础知识 4.工艺探讨 一切产品都是为了服务客户，制浆也是如此。锂离子电池结构是10-5m级厚度的正负极片、隔膜，以卷绕或叠片方式装入壳体的，也就是说正负极活性物质要做得很薄。又因为他们自身导电性能多数时不够好，所以得加导电剂。并且得附着于铜铝箔，那就得用粘结剂把粉末状的正负极粘在金属箔上。能直接把胶和粉末混合后涂在箔上吗？很可惜，并不能。为什么？第一，常用胶PVDF是固体，第二，极高固含量的固液混合物无法涂那么薄，而且要涂均匀。怎么办？用溶剂溶解粘结剂同时使稀释，一石二鸟。 正负极活性物质、导电剂、粘结剂、溶剂——也许有别的添加剂，这就是制浆产品的全家福。把这些原材料涂到箔体之前，需要均匀混合，于是，制浆工序诞生了。 * 1.制浆目的及意义——全家福诞生 满足客户需要是产品存在的意义。制浆工序产品（也就是浆料）的客户是谁？是紧接着的涂覆工序。涂覆工序对浆料的要求是什么？当然要混合得尽量均匀了；流动性不能太差，不然流不动没法涂；也不能太稀，那样不容易烘干，同时产生流延问题；粘结性当然需要保证；浆料稳定性也不能太差，起码一批浆料涂完之前不能沉降；制浆时间不能太长，及时供应，起码能满足涂覆产能…… 梳理一下即得到：1.均匀性；2.粘度范围；3.粘结性；4.稳定性；5.制备时间。 * 1.制浆目的及意义——客户需要 电极原料特征：粒度小、比表面积大、表面能高、表面原子数增多及原子配位不足等，属于热力学不稳定体系，在制备和使用过程中极易发生粒子凝聚、团聚，形成二次粒子，使粒径变大，从而失去原具备的功能。 分散性很差的浆料在实际使用过程中十分困难，使其效能不能充分发挥，对电池性能产生十分不利的影响。因此必须重视研究，力求较完善解决。 * 1.制浆目的及意义——原料特征及困难 2.检测 粘度是确保涂覆时适合的浆料流动性。 固含量是确保投料量正常、无异常的。通常先调好粘度，再确认固含量，并作为以后的参考标准固化下来。 极性 材料 固含量 真空后粘度 （25±5℃） 正极 三元 72.0%±1.5% 6000±1500cp 三元+钴锂 (PVDF3%) 69.76 %±1.5% 6000±1500cp 钴锂