实时监测锂电池浆料中粒度变化-Trilos.PDF

实时监测锂电池浆料中粒度变化 关键词： 锂电池 浆料 粒度 在线粒度仪 分散 实时监测 干湿法 应用案例： 本案例分别对锂电池浆料中碳粉和碳浆料进行了测量分析，并进行对比。 这就需要粒度仪具备以下特质：干湿法一体、生产过程中实时动态显示数据，可 同时用于原料、成品检验。 测试需求： 材料结构制约着材料的性能。锂电池浆料的均匀性、粒度大小以及均一性均制约 着锂电池性能，如锂电池的容量及充放电速率。基于此，通过测试锂电池浆料的 粒度可分析其结构，从而优化锂电池浆料生产过程，进一步为锂电池性能的提升 提供优化解决方案。 目前存在问题： 1、碳材料作为锂电池浆料中的导电物质，在锂电池中制约着锂电池的导电能力。 而碳粉一般为石墨、碳纳米管、石墨烯等纳米材料，具有极大的比表面积，因而 极易发生团聚现象。 2、碳粉和有机溶剂等经搅拌作用混合后，其粒径大小及均匀性要求。 TRILOS 粒度仪优点： TRILOS 粒度仪具有体积小、无需样品前处理、干湿法一体、生产过程中实时动 态显示数据，适用于前中后检测过程、测量结果准确可靠、简单易用等优点。 测试过程： A ：碳粉测试（干法） 将传感器直接插入 3 个装有不同粒径碳粉的容器中（包括团聚体） B：锂电池浆料测试（湿法） 向碳粉一个样品中加入有机溶剂，并使用分散搅拌机处理，如图 1 所示。插入粒度仪观察 浆料随时间以及不同转速下的分散过程。 图 11 分散搅搅拌机用于锂锂电池浆料料分散。首先先采用低转转速 300rpm，随后转转速 升高为 22000rpm，，研究颗粒粒粒径在不同同转速和不不同时间下的的波动情况况。 测试试结果 A：粉末测试 分分别研究了三种不同碳碳粉样品的的颗粒粒径，下表为三三种样品的 D25，D500 和 D75 结果果。 具具体结果如下下。 AA.1.——测测试 1 图 2 测试试捕获信号图 图图 3 粒径分分布直方图 图图 2 中可以看看出，A.1.样品具有很很明显的团团聚现象。图图3 粒径直直方图可证明明了 大颗粒的的存在。 A.22.——测试试 2 图图4 图 5 A.22.样品也具具有团聚现象象，但团聚聚颗粒明显小小于样品 AA.1.。图 5 直方图颗粒粒粒 径分布明明显小于 A..1.样品颗粒粒分布（图图 3），证明明了表 1 所所示数据。 A.33.——测试试 3 图图6 图图 7 A.33.样品结果果图跟A.1.样样品类似。图 6 图 7 都表明大颗颗粒的存在在。 B 浆浆料测试 B.11.——测试试 4 向向碳粉中加入入有机溶剂剂，搅拌得到到混合均匀匀的碳浆料。。测试在无无搅拌条件下下进 行行。 从图 8 中中可看出，相对于 A 中中 3 个样品品 （粉末），，B.1.样品品团聚较少。 图 9 中，浆料经搅拌后颗粒粒粒径分布明显向左偏移移，粒径变变小。 图 8 图 9 粉粉末加入溶剂后经搅拌拌后粒径分布 B.22.——测试试 5 向向A.2.样品中加入有机机溶剂，在在 300rpm 转速下搅拌拌 40min 混混合均匀。图 10 和图 11 是是浆料分别在搅拌混合合前后的颗粒粒径分布布变化图，从图中很明明显 看出出，在搅拌作用下颗粒粒粒径变小。例如，相相比于 13:551 时，在 14:31 时颗颗粒 粒径径分布（PSSD）向左偏偏移，说明明粒径变小。。 图 10 图 11 浆料料搅拌前后后进行对比 B.33.——测试试 6 在在不同转速条条件下分别别对样品进行行 PSD 测试试。 11.300rpmm 开始 2.3000rpm 结束束 33.2000rpmm 转速下 11min 44.2000rpmm 转速下 22min 55.2000rpmm 转速下 33min 66.2000rpmm 转速下 88min 图 12